Установка для санитарной обработки волосовидного сырья воздействием электрофизических факторов
PLANT FOR SANITIZING HAIRY RAW MATERIAL BY ELECTROPHYSICAL FACTORS

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для обеззараживания (уничтожения микроорганизмов, клещей, насекомых) овечьей шерсти, пухового сырья (кроличьего и козьего пуха) и т.п.
Известно, что для дезинфекции инфицированного волосовидного сырья применяются следующие способы [1]:
1) стерилизация в автоклавах при температуре пара 110°С в течение 60-100 мин при давлении 50 кПа;
2) мойка в горячей воде (50°С) с последующей сушкой при температуре 75-80°С в течение 30 мин;
3) сушка горячим воздухом (75-80°С) в течение 20 мин;
4) обработка пароформалиновой смесью в течение 15-20 мин;
5) обработка раствором формальдегида в течение 90 мин.
Недостатком указанных способов дезинфекции является то, что предотвратить ущерб от необратимых процессов повреждения сырья в результате дезинфекции паром и химическими средствами очень сложно, это связано трудностью контроля температуры, давления, концентрации дезинфицирующего агента в зависимости от влажности и плотности упаковки сырья.
Известна дезинфекция инфицированной шерсти гамма-лучами, когда эффективная доза излучения достигается подбором продолжительности облучения сырья в таре независимо от их плотности. При этом гибнут все микроорганизмы [1], но реализовать такой способ в условиях фермерских хозяйств очень сложно.
Поэтомутехнической задачей изобретения является разработка установки для обеззараживания волосовидного сырья от паразитов и возбудителей болезней при низких энергетических затратах путем воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты и озона в резонаторной камере, собранной из крыльчаток вентилятора, содержащей рабочую ветвь транспортера.
Известен бытовой кондиционер [2], состоящий из наружного и внутреннего блоков. Внутренний блок состоит из центробежного вентилятора с крыльчаткой [см. приложение]. Из подобных крыльчаток собран объемный резонатор в разрабатываемой установке для санитарной обработки волосовидного сырья воздействием электрофизических факторов.
Известно устройство для первичной обработки шерсти (упаковка, подсушивание и обеззараживание) [3]. Устройство состоит из прессующего узла, вытяжного вентилятора, высокопотенциального и низко потенциального электродов высокочастотного конденсатора. Шерсть подвергается в зоне рабочего конденсатора воздействию электромагнитного поля высокой частоты (ЭМПВЧ) в процессе прессования, а когда прессующую плиту отводят в первоначальное положение, высокочастотный генератор выключают. Высокочастотный генератор работает в периодическом режиме, что снижает его КПД работы и сокращает срок службы высоковольтного трансформатора и элементов колебательной системы. При многократной подпрессовке порции шерсти подвергаются воздействию ЭМПВЧ неодинаковой дозой. Энергетические затраты достаточно высокие из-за того, что рабочий конденсатор загружается сырьем порционно.
Технический результат достигается тем, что установка для санитарной обработки волосовидного сырья воздействием электрофизических факторов характеризуется тем,
что внутри горизонтально расположенной экранирующей шестигранной призмы, содержащей воздуховод, параллельно четырем ее большим равным граням установлены крыльчатки, которые вместе с двумя противоположно расположенными малыми неферромагнитными гранями, имеющими прорезь, образуют шестигранный призматический резонатор, внутрь которого направлены излучатели от магнетронов СВЧ генераторов, расположенных с наружной стороны фасадного основания экранирующей призмы,
причем диаметр воздуховода и размер прорези менее, чем четверть длины волны, и через прорези в малых гранях проложена рабочая ветвь диэлектрического сеточного транспортера, холостая ветвь которого с электроприводом расположена под экранирующей шестигранной призмой,
причем внутри невращающихся крыльчаток, расположенных ближе к малым граням экранирующей призмы, вдоль их лопастей, закрепленных на кольца, установлены электрогазоразрядные лампы, запитанные от источников килогерцовой частоты, расположенных с наружной стороны фасадного основания шестигранной экранирующей призмы,
при этом на валы вращающихся крыльчаток установлены ведомые шестерни, входящие в сцепление с соответствующими ведущими шестернями, установленными на валы соответствующих электродвигателей, расположенные на уровне стыковки больших верхних и нижних граней резонатора,
а электродвигатели установлены с наружной стороны тыльного основания экранирующей шестигранной призмы, где имеется смотровое окно, люк, причем на стыке нижних больших граней имеется узкая щель.
На фиг. 1 приведено схематическое изображение установки (вид спереди) для санитарной обработки волосовидного сырья воздействием электрофизических факторов: 1 - шестигранный призматический резонатор; 2 - крыльчатки (наподобие крыльчатки кондиционера); 3 - электроприводы крыльчаток; 4 - воздуховод; 5 - кольца для закрепления пластинчатых лопастей крыльчатки; 6 - лампы электрогазоразрядные; 7 - транспортер сеточный диэлектрический; 8 - источники килогерцовой частоты; 9 - вал электропривода транспортера; 10 - магнетроны от СВЧ генераторов; 11 - экранирующая шестигранная призма.
На фиг. 2 приведено схематическое изображение установки (вид сверху) для санитарной обработки волосовидного сырья воздействием электрофизических факторов: 1 - шестигранный призматический резонатор; 2 - крыльчатки;
3 - электроприводы крыльчаток; 4 - воздуховод; 5 - кольцо для закрепления пластинчатых лопастей крыльчатки; 6 - лампы электрогазоразрядные; 7 - транспортер сеточный диэлектрический; 8 - источники килогерцовой частоты; 9 - вал электропривода транспортера; 10 - магнетроны от СВЧ генераторов.
На фиг. 3 приведено схематическое изображение в двух проекциях крыльчатки: 2 - лопасти, закрепленные на кольца; 5 - кольца.
На фиг. 4 приведено пространственное изображение установки для санитарной обработки волосовидного сырья воздействием электрофизических факторов (вид спереди): 1 - шестигранный призматический резонатор; 2 - крыльчатки; 3 - электроприводы крыльчаток; 4 - воздуховод; 5 - кольца для закрепления лопастей крыльчатки; 6 - лампы электрогазоразрядные; 7 - транспортер сеточный диэлектрический; 8 - источники килогерцовой частоты; 9 - вал электропривода транспортера; 10 - магнетроны от СВЧ генераторов; 11 - экранирующая шестигранная призма.
На фиг. 5 приведено пространственное изображение установки для санитарной обработки волосовидного сырья воздействием электрофизических факторов (вид с тыльной стороны).
Установка для санитарной обработки волосовидного сырья воздействием электрофизических факторов (фиг. 1-5) включает:
шестигранный призматический резонатор 1 из неферромагнитного материала; крыльчатки 2; электроприводы крыльчаток 3; воздуховод 4 из неферромагнитного материала; кольца для закрепления лопастей крыльчатки 5; лампы электрогазоразрядные 6; транспортер сеточный диэлектрический 7; источники килогерцовой частоты 8; электропривод 9 транспортера сеточного диэлектрического; СВЧ генераторы 10; экранирующая шестигранная призма из неферромагнитного материала 11.
Установка для санитарной обработки волосовидного сырья воздействием электрофизических факторовсостоит из горизонтально расположенной экранирующей шестигранной призмы 11 из неферромагнитного материала с воздуховодом 4, имеющим диаметр менее, чем четверть длины волны. Призма выполнена из четырех равных по площади больших граней и двух противоположно расположенных граней малой площади с прорезями. Внутри экранирующей призмы параллельно четырем равным граням с большей площадью (две верхние и две нижние грани) установлены крыльчатки 2. Эти крыльчатки вместе с двумя противоположно расположенными гранями малой площади экранирующей призмы образуют шестигранный призматический резонатор 1. В шестигранный призматический резонатор 1 направлены излучатели от магнетронов 10 СВЧ генератора. Магнетроны 10 расположены в области максимального поперечного сечения резонатора 1 с фасадной стороны основания шестигранной экранирующей призмы 11.
Крыльчатки 2 выполнены из неферромагнитного материала наподобие крыльчатки кондиционера. Несколько крыльчаток 2, расположенных ближе к малым граням с прорезью экранирующей шестигранной призмы 11, не вращаются. А остальные крыльчатки 2 вращаются от двух электродвигателей 3. Для этого на валы крыльчаток 2 установлены ведомые шестерни, входящие в сцепление между собой и соответствующими ведущими шестернями, установленными на валы электродвигателей 3. По две ведущих шестерни установлены на вал одного электродвигателя, обеспечивающего вращение крыльчаток 2, расположенных под верхними гранями экранирующей призмы 11. Аналогично от другого электродвигателя 3 вращаются крыльчатки 2, расположенные параллельно над нижними большими гранями экранирующей шестигранной призмы 11. Через прорезь в гранях малой площади шестигранной экранирующей призмы проложена рабочая ветвь транспортера 7, выполненная из диэлектрической сетки. Холостая ветвь транспортера 7 с электроприводом 9 расположена под шестигранной экранирующей призмой 11. Магнетроны 10 от СВЧ генераторов и источники килогерцовой частоты 8, работающие по принципу Дарсонваля, расположены с наружной стороны фасадного основания шестигранной экранирующей призмы 11. Внутри невращающихся крыльчаток 2 вдоль их лопастей, закрепленных на кольца 5, установлены лампы электрогазоразрядные 6, запитанные от источников килогерцовой частоты 8 (по принципу Дарсонваля). Источник - это импульсно моделированный высокочастотный генератор сильно затухающих колебаний с частотой следования импульсов 110 кГц. На выходе генератора имеется повышающий трансформатор (до 7,5 кВ), подающий высокое напряжение на стеклянную вакуумную лампу (электрогазоразрядную лампу 6). Потребляемая мощность источника до 80 Вт.
Основными электрофизическими факторами являются электромагнитные волновые колебания и искровые высоковольтные разряды (коронный разряд).В электрогазоразрядной лампе 6 находятся ионизированные молекулы газа (это одна конденсаторная пластина). Вторая конденсаторная пластина - лопасти крыльчатки и кольца 5. Между ними возникает электрический разряд. Стеклянная оболочка электрогазоразрядной лампы 6 выполняет роль диэлектрика. Основные электрофизические факторы, возникающие в резонаторе - это высоковольтный коронный разряд; озон, выделяющйся в области коронного разряда; ионизированный воздух и окиси азота. Все это обеспечвает бактерицидное и бактериостатическое действие (проявление торможения размножения бактерий в сырье). Такие электрогазоразрядные лампы 6, заполненные неоном или аргоном в электромагнитном поле сверхвысокой частоты в зависимости от напряженности электрического поля мощнее горят, следовательно, увеличивается мощность коронного разряда и концентрация озона.
Такое конструкционное исполнение резонатора в виде шестигранной призмы с двумя острыми углами наклона граней с прорезями можно отнести к открытому резонатору, продольное сечение которого уменьшается от центра шестигранника к краям. Вблизи тех сечений, для которых выполняются критические условия, образуются поверхности, где наблюдается практически полное отражение волн в сторону центра. Следовательно, излучение из прорезей значительно уменьшается. Это повышает радиационную добротность резонатора.
При таком конструкционном исполнении шестигранного призматического резонатора 1 с двумя гранями малой площади с прорезями образуется критическое сечение, за пределами которого падающие и отраженные волны отсутствуют. С соответствующим выбором угла наклона основных граней резонатора 1 из крыльчаток можно сформировать электромагнитное поле, сконцентрированное в требуемой части резонатора. К тому же прорези на гранях экранирующей шестигранной призмы 11 размером менее, чем четверь длины волны, поэтому электромагнитная безопасность обеспечивается.
Врачающиеся крыльчатки обеспечивают перемешивание озонированного воздуха в призматическом резонаторе 1, равномерное распределение электромагнитного поля сверхвысокой частоты за счет изменения угла падения и отражения волн о лопасти крыльчаток 5. Крыльчатки 2 расположены между собой параллелно и рядом друг с другом так, чтобы не мешать их вращению.
Технологический процесс санитарной обработки волосовидного сырья происходитследующим образом.Овечья шерсть, козий и кроличий пух, т.е. сырье, подозреваемое в заражении клещами, микробами, перед обеззараживанием упаковывают в сеточные мешки, которые по толщине должны проходить через прорезь, вырезанную на уровне критического сечения резонатора. Далее размещают сеточные мешки на сеточный диэлектрический транспортер 7. Включают: электропривод воздуховода 4, установленного на верхней большой грани экранирующей призмы; источники килогерцовой частоты 8; электроприводы 3 крыльчаток 2 и электропривод 9 транспортера 7 сеточного диэлектрического. После того как волосовидное сырье в сеточных мешках при передвижении транспортерной ленты 7 окажется в шестигранном призматическом резонаторе 1, включить сверхвысокочастотные генераторы, излучатели от магнетронов 10, направленные через волновод в призматический резонатор 1, обеспечивают возбуждение электромагнитного поля сверхвысокой частоты. В процессе передвижения сырье на транспортере через призматический шестигранный резонатор, оно подвергается воздействию электромагнитного поля сверхвысокой частоты, озонированию. Сырье эндогенно нагревается, подсушивается, обеззараживается за счет озона и избирательного диэлектрического нагрева эктопаразитов и волосовидного сырья. Причем, максимальная доза воздействия озона и высокая напряженность электрического поля в тех зонах, где продольное сечение призматического резонатора меньше, так как в этих зонах расположены лампы 6 электрогазоразрядные, коронирующие о лопасти 5 крыльчаток 2. Сырье в начале технологического процесса и в конце подвергается воздействию критической напряженности электрического поля, при которой уничтожаются эктопаразиты, и останавливается развитие бактериальной микрофлоры. Влажный воздух удаляется через воздуховод 4, его диаметр меньше, чем четверть длины волны, что и ограничивает излучение дифракционных отраженных о лопасти волн. На дне экранирующей шестигранной призмы имеется узкая щель, через которого отходы высыпаются в процессе обработки сырья. Для ремонтных работ на тыльном основании экранирующей призмы предусмотрен герметично закрывающийся люк. Обеззараженная и высушенная шерсть транспортируется в цех производство изделий.
Источники информации
1. StudFiles.net›preview/6353675/
2. https://krts.ru/zapchasti-dlya-fankojlov/krylchatki-vnutrennego-bloka/.
3. Патент 2005969 РФ, МПК F26B 3/34. Устройство для первичной обработки шерсти / Цугленок Н.В., Новикова Г.В., Зайцев В.Е., Малыхин А.С.; заявитель Красноярский государственный аграрный университет; - № 4912598/13; заявл. 19.02.1991; опубл. 15.01.1994.