RU185878U1

RU185878U1 - Automated microwave unit for drying bulk materials

Info

Publication number: RU185878U1
Application number: RU2018124693U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Алексеевич Давыдов; Владимир Сергеевич Наумов
Priority date: 2018-07-05
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2018-12-21

Abstract

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к кормопроизводству. Автоматизированная СВЧ-установка для сушки сыпучих материалов имеет металлическую раму, на которой размещен статор, который приводит в движение конвейерную металлическую ленту - ротор. Ротор расположен на шкивах-катках и натягивается с помощью механизма натяжения. Данные узлы находятся вне рабочей камеры. В рабочей камере вмонтированы затвор-дозатор с линейным двигателем и излучатели магнетрона, поочередно чередуемые с датчиками СВЧ-мощности. Все функциональные элементы конструкции находятся в общем экранном корпусе, к которому прикреплены загрузочный и приемный бункера. Использование полезной модели позволит повысить качество и скорость сушки при сниженных энергетических затратах. 1 з.п. ф-лы, 2 фиг.

The utility model relates to agriculture, in particular to feed production. An automated microwave installation for drying bulk materials has a metal frame on which a stator is placed, which drives a conveyor metal belt - a rotor. The rotor is located on the pulley-rollers and is tensioned using a tension mechanism. These nodes are located outside the working chamber. A shutter-dispenser with a linear motor and magnetron emitters, alternately alternating with microwave power sensors, are mounted in the working chamber. All functional structural elements are located in a common screen housing, to which a loading and receiving hopper is attached. Using the utility model will improve the quality and speed of drying with reduced energy costs. 1 s.p. f-ly, 2 Fig.

Description

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к кормопроизводству.The utility model relates to agriculture, in particular to feed production.

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.Known microwave induction installation for micronization of grain [1], designed for micronization of grain by microwave exposure. The installation includes a working chamber with a table located inside. Generator blocks and screen plates are installed above the table with a working surface. Inside the chamber there is a conveyor bounded on the sides. However, the installation has a relatively large size, and also has low energy efficiency.

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.Also known is a small-sized microwave installation for heat treatment of grain crops M3-1 (Micronizer-1) [2], in which convective heating is combined with exposure to ultrahigh frequency electromagnetic field energy. At the same time, energy costs remain high.

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].The closest analogue to the present invention is a microwave induction installation for micronization of grain, which contains a conveyor conveyor over which microwave emitters are installed. The receiving and input hoppers are installed outside the working chamber. The movement of the processed material is carried out using a conveyor driven by an electric motor [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.The objective of this utility model is to automate the process by introducing a metal conveyor belt, installing reflected microwave energy level sensors, and also placing humidity level sensors inside the chamber.

Техническим результатом является улучшенные показатели высушенной продукции за счет наличия работающих в совокупности двух видов датчиков, замена тепловых источников энергии на электрические источники.The technical result is improved performance of dried products due to the presence of a combination of two types of sensors, the replacement of thermal energy sources with electrical sources.

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.The specified technical result is achieved by the fact that microwave power detectors are installed inside the working chamber, as well as humidity sensors at the entrance to and at the exit from the working chamber. In addition, a metering gate driven by a linear stepper motor is installed at the input. The conveyor is a metal tape, when hit, the waves are reflected in the upper layers of the portion of the processed material. In turn, in the upper part of the working chamber, microwave power detectors are installed in series, which record the amount of reflected power exceeding the allowed threshold. Also installed humidity sensors at the entrance to the working chamber and at the receiving hopper. A design innovation is the metering valve installed at the entrance to the working area, as well as a process control system.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами: на фиг. 1 - представлен общий вид, на фиг. 2 - алгоритм работы схемы.The proposed utility model is illustrated by drawings: in FIG. 1 is a perspective view, FIG. 2 - the algorithm of the circuit.

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.In FIG. 1 is a diagram of a microwave installation for drying grain: 1 - humidity sensor, 2 - upper roller bearing, 3 - microwave power detectors, 4 - microwave emitters, 5 - metering shutter, 6 - linear stepper motor, 7 - metal conveyor belt ( rotor), 8 - pulley, 9 - installation frame, 10 - lower roller bearing, 11 - linear motor (stator), 12 - tension mechanism, 13 - pulley.

На фиг. 2 представлена по блокам схема алгоритма регулирования технологического процесса.In FIG. 2 is a block diagram of a process control algorithm.

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.Automated microwave installation for drying bulk materials (Fig. 1, 2) includes microwave emitters 4 magnetron. The emitters 4 are arranged sequentially above the horizontal plane, that is, above the rotor of the linear motor 7, which is a conveyor belt. The conveyor belt is made of stainless steel. On the lower side of the conveyor belt, inside the technical space of the installation, there is a stator 11, which rotates the rotor. The rotor 7, in turn, is located on two pulley-rollers 8, 13, and is tensioned using a tension device 12. The upper roller support 2 and the lower roller support 10 prevent sagging of the rotor 7, and also set its smoothness. At the entrance to the chamber, a metering shutter 5 is installed, which drives a linear motor 6. The entire installation is located on frame 9. In the working space on the ceiling, successively alternating with emitters 4, at the same distance, microwave power detectors 3 are installed. At the end of the working space on the ceiling, also mounted humidity sensor 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.Automated microwave installation for drying bulk materials, assembled on a frame 9, operates as follows. From the loading hopper, the processed material enters the work area at the beginning of the conveyor belt 7 after it is turned on, due to which it moves into the working chamber. The conveyor belt 7, located on the pulleys 8, 13, is also located on the upper roller support 2 and the lower roller support 10, and is tensioned using the tension mechanism 12. At the entrance to the working chamber, the metering shutter 5, driven by a linear stepper motor 6 , forms the level of loading entering the working chamber, so that the electromagnetic wave emerging from the microwave emitter 4, being reflected, does not come out of the thickness of the loading layer. Moving on the conveyor, bulk material (grain products) is processed using microwave emitters 4. If the conditions are not met, the load layer level is the radiation power level, the electromagnetic wave is reflected from the conveyor belt 7 and enters the microwave power detector 3. After that, the signal from microwave power detector 3, enters the control system, which regulates such parameters as humidity and reflected energy level. After passing a signal about a high reflected level of microwave energy, the control system gives a signal to raise the shutter of the dispenser, in order to increase the level of loading and not exit the electromagnetic wave from it. After the grain has passed the entire belt, the moisture level of the product at the outlet is monitored by humidity sensor 1. In case the humidity is high, the control system reduces the speed of the conveyor belt in order to increase the drying efficiency in one processing cycle. At the end, the grain enters the collection hopper.

Примером реализации данной установки может служить использование модели в агропромышленном комплексе с целью сушки различного рода зернопродуктов.An example of the implementation of this installation is the use of the model in the agricultural sector for the purpose of drying various kinds of grain products.

1. Архангельский Ю.С. СВЧ электротермия / Ю.С. Архангельский. - Саратов: Сарат. Гос. Техн. Ун-т, 1998. - 408 с.1. Arkhangelsk Yu.S. Microwave electrothermal / Yu.S. Arkhangelsk. - Saratov: Sarat. Gos. Tech. Un-t, 1998 .-- 408 p.

2. Пюшнер Г. Нагрев энергией сверхвысоких частот / Г. Пюшнер. - М.: Энергия, 1968. - 311 с.2. Puschner G. Heating with microwave energy / G. Puschner. - M.: Energy, 1968 .-- 311 p.

3. Давыдов Д.А. Устройство для размораживания и приготовления пищевых продуктов / Е.И. Юсов, Д.А. Давыдов // Патент на полезную модель №152016.3. Davydov D.A. Device for thawing and cooking food / E.I. Yusov, D.A. Davydov // Utility Model Patent No. 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 №2015661529.4. Pimenov A.N. The algorithm of the operation of the installation with three infrared sensors / A. N. Pimenov, D. A. Davydov, E. I. Yusov // Certificate for computer program No. 2015661529.

5. Кириллов Н.К. СВЧ - индукционная установка для микронизации зерна / Н.К. Кириллов, Г.В. Новикова, М.В. Белова // Патент на изобретение №2502450.5. Kirillov N.K. Microwave - induction installation for micronization of grain / N.K. Kirillov, G.V. Novikova, M.V. Belova // Patent for invention No. 2502450.

Claims

1. Automated microwave installation for drying bulk materials, including a working chamber, microwave emitters, located successively above a horizontal plane - the rotor of a linear motor, which is a conveyor belt, on the lower side of which there is a stator made with the possibility of rotation of the rotor , which, in turn, is located on two pulley-rollers and tensioned using a tensioning device, a shutter-dispenser at the inlet of the working chamber connected to a linear motor, detectors Microwave power installed at the top of the working chamber at the same distance, and, located at the end of the working space, a humidity sensor.

2. Automated installation for drying bulk materials according to claim 1, characterized in that it contains upper and lower roller bearings of the conveyor belt, made with the possibility of preventing sagging, and ensuring smooth movement.