UA56629C2 - Method for drying bulk dielectric materials and appliance for its implementation - Google Patents
Method for drying bulk dielectric materials and appliance for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- UA56629C2 UA56629C2 UA2002086449A UA2002086449A UA56629C2 UA 56629 C2 UA56629 C2 UA 56629C2 UA 2002086449 A UA2002086449 A UA 2002086449A UA 2002086449 A UA2002086449 A UA 2002086449A UA 56629 C2 UA56629 C2 UA 56629C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- drying
- ampoule
- microwave
- dielectric materials
- dry air
- Prior art date
Links
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000003708 ampul Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 70
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 150000004694 iodide salts Chemical class 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 229910001516 alkali metal iodide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 241001523432 Zale Species 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 235000009518 sodium iodide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до техніки термообробки в надвисокочастотних (НВЧ) полях сипучих, діелектричних 2 матеріалів і може бути використаний у фармацевтичній, харчовій і хімічній промисловостях зокрема, при сушінні порошкоподібних йодидів лужних металів, що використовуються для виробництва монокристалів.The invention relates to the technique of heat treatment in ultra-high-frequency (UHF) fields of bulk, dielectric 2 materials and can be used in the pharmaceutical, food and chemical industries, in particular, when drying powdered iodides of alkali metals used for the production of single crystals.
На сьогодні, як в Україні, так і за кордоном інтенсивно ведуться дослідження по створенню нових технологій і матеріалів для вирощування монокристалів. Сучасна технологія виробництва монокристалів різного призначення (ядерне приладобудування, технологічне устаткування АЕС, термоядерні, космічні і геофізичні 70 дослідження і ін.) зіткнулася з проблемою обезводнення вихідних порошкоподібних компонентів, оскільки залишкова вологість визначає якість готової продукції і термін її служби ІБ.В.Гриньов, В.П.Семиноженко "Сцинтиляційні детектори іонізуючих випромінювань для тяжких умов експлуатації", Харків, видавництво "Основа" при ХДУ, 1993р. стор.110).Today, both in Ukraine and abroad, intensive research is being conducted to create new technologies and materials for growing single crystals. Modern technology for the production of single crystals for various purposes (nuclear instrumentation, NPP technological equipment, thermonuclear, space and geophysical 70 research, etc.) faced the problem of dehydration of the initial powdery components, since the residual moisture determines the quality of the finished product and its service life I.V. Hrynyov, V.P. Seminozhenko "Scintillation detectors of ionizing radiation for severe operating conditions", Kharkiv, "Osnova" publishing house at KhSU, 1993. page 110).
Кінетика процесів термодесорбції води у вихідних солях йодидів лужних металів (Ма), Гу), (385) складна.The kinetics of processes of thermodesorption of water in the starting salts of iodides of alkali metals (Ma), Hu), (385) are complex.
По-перше, вихідні солі надзвичайно гігроскопічні, і тому в них завжди міститься деяка кількість води, як гідратованої так і адсорбованої. По-друге, усі солі мають свої (два і більше) інтервали температур, при яких відбувається інтенсивне виділення гідратованої і адсорбованої води. Ця обставина приводить до різкого збільшення парів води, що власне, і стимулює процеси гідролізу солей, що становлять найбільшу небезпеку (при гідролізі солей утворюються тверді включення (грудки) не придатні для подальшого використання, що в кінцевому рахунку приводить до перевитрати цінного матеріалу).First, the parent salts are extremely hygroscopic and therefore always contain some amount of water, both hydrated and adsorbed. Secondly, all salts have their own (two or more) temperature ranges at which the intense release of hydrated and adsorbed water occurs. This circumstance leads to a sharp increase in water vapor, which, in fact, stimulates the processes of hydrolysis of salts, which pose the greatest danger (during the hydrolysis of salts, solid inclusions (lumps) are formed that are not suitable for further use, which ultimately leads to the overuse of valuable material).
Основною вимогою, що пред'являється до способів і пристроїв для сушіння йодидів лужних металів, є запобігання гідролізу солей при їхньому зневоднюванні.The main requirement for methods and devices for drying alkali metal iodides is to prevent the hydrolysis of salts during their dehydration.
Відомий спосіб вакуумного сушіння сипучих матеріалів шляхом його обробки ІК-випромінюванням (|заявкаA known method of vacuum drying bulk materials by treating it with IR radiation (application
Мо95119438 РФ, кл. Р2685/041), у якому процес сушіння підрозділяється на два періоди: період сушіння, що с 29 відповідає періоду постійної швидкості сушіння і період до сушіння, що відповідає періоду падаючої швидкості, Ге) при цьому величину періоду постійної Її падаючий швидкості регулюють зміною швидкості руху конвеєра, а кількість підводимої до матеріалу енергії залежить від наявності в ній зв'язаної вологи і регулюється потужністю ІК-випромінювання.Mo. 95119438 of the Russian Federation, cl. P2685/041), in which the drying process is divided into two periods: the drying period, which corresponds to the period of constant drying speed and the period before drying, which corresponds to the period of falling speed, Ge) while the value of the period of constant Its falling speed is regulated by changing the speed of movement conveyor, and the amount of energy supplied to the material depends on the presence of bound moisture in it and is regulated by the power of IR radiation.
Відомий також спосіб сушіння сипучих діелектричних матеріалів (А.С. Мо1619755 СРСР, кл. С3ЗОВ29/121, у о якому матеріал поміщають у тигель, що знаходиться в герметичному об'ємі ростової установки. Об'єм с вакуумують за допомогою форвакуумного насосу до залишкового тиску 5.10 мм.рт.ст. при температурі 272, протягом б годин, з наступним повільним (протягом 16 годин) нагріванням до 2007"С, при якому матеріал ї-о витримують 12 годин. (Се)A method of drying bulk dielectric materials is also known (AS Mo1619755 of the USSR, class C3ZOV29/121, in which the material is placed in a crucible located in the hermetic volume of the growth unit. The volume c is vacuumed using a forevacuum pump to the residual pressure of 5.10 mmHg at a temperature of 272, for b hours, followed by slow (over 16 hours) heating to 2007"С, at which the material is kept for 12 hours. (Ce)
При використанні даних способів для сушіння матеріалів, у тому числі сипучих речовин, нагрів матеріалу повинний здійснюватись повільно, а сам процес сушіння забирає тривалий час і, отже, у цьому зв'язку є й енергоємним. Це пояснюється тим, що передача тепла від поверхні матеріалу, що висушується, до його внутрішніх шарів відбувається шляхом конвекції, теплопровідності і випромінювання. Такі умови передачі тепла зв'язані з виникненням значних градієнтів температури і тиску по товщині матеріалу, що може привести до « дю порушення однорідності його структури, крім того, відсутність перемішування матеріалу в процесі сушіння -о ускладнює теплообмін між його частками, що може привести до гідролізу солей. При НВЧ-сушці електромагнітна с енергія поглинається по всьому об'єму матеріалу, внаслідок чого створюються умови для його рівномірного :з» нагрівання.When using these methods for drying materials, including loose substances, the heating of the material must be carried out slowly, and the drying process itself takes a long time and, therefore, in this connection is also energy-intensive. This is explained by the fact that heat transfer from the surface of the material being dried to its inner layers occurs by convection, heat conduction and radiation. Such conditions of heat transfer are associated with the occurrence of significant temperature and pressure gradients across the thickness of the material, which can lead to a violation of the homogeneity of its structure, in addition, the lack of mixing of the material during the drying process complicates the heat exchange between its particles, which can lead to hydrolysis of salts. During microwave drying, electromagnetic energy is absorbed throughout the volume of the material, as a result of which conditions are created for its uniform heating.
Відомий спосіб сушіння сипучих діелектричних матеріалів, що включає НВчЧ-нагрів матеріалу й одночасний його продув атмосферним повітрям (А.С. Мо1816943 СРСР кл. 2683/3471. сл 395 Пристрій для реалізації даного способу містить вертикальну камеру нагрівання, виконану у виді зовнішнього і внутрішнього конусних провідників, що утворюють між собою обігрівальну шахту для переміщення матеріалу, (о) що висушується, при цьому по осі внутрішнього конусного провідника встановлені повітряний колектор і обоє б» конусних провідників постачені системою поярусно розташованих радіальних каналів. Радіальні канали у внутрішньому провіднику з'єднані з повітряним колектором, а в зовнішньому - з атмосферою. Причому діаметри ко 50 зовнішнього і внутрішнього провідників обрані з умови забезпечення постійного хвильового опору по довжині с камери.A known method of drying bulk dielectric materials, which includes microwave heating of the material and its simultaneous blowing with atmospheric air (AS Mo1816943 USSR cl. 2683/3471. sl 395 The device for implementing this method contains a vertical heating chamber, made in the form of external and internal of conical conductors forming a heating shaft between them for moving the material, (o) which is being dried, while an air collector is installed along the axis of the inner conical conductor, and both b" of the conical conductors are supplied by a system of tiered radial channels. The radial channels in the inner conductor are connected with an air collector, and in the outer one - with the atmosphere. Moreover, the diameters of the outer and inner conductors are chosen to ensure a constant wave resistance along the length of the chamber.
Приведені спосіб і пристрій дозволяють здійснювати сушіння обмежених матеріалів, зокрема сипучих гранульованих фракцій більших поперечних розмірів радіальних каналів, тому що фракції матеріалу, що висушуються, які менше поперечних розмірів радіальних каналів будуть викидатися разом з потоком повітря з камери нагрівання в навколишнє середовище, що недопустимо, особливо, при сушінні токсичних сипучихThe given method and device allow drying of limited materials, in particular loose granular fractions with larger transverse dimensions of the radial channels, because fractions of the material being dried, which are smaller than the transverse dimensions of the radial channels, will be thrown out together with the air flow from the heating chamber into the environment, which is unacceptable. especially, when drying toxic bulk materials
ГФ) матеріалів. Використання атмосферного повітря (не висушеного) для видалення вологи з матеріалу, що 7 висушується, вологість якого нестабільна і залежить від вологості атмосфери, визначає кінцеву величину вологості матеріалу, що висушується.GF) materials. The use of atmospheric air (not dried) to remove moisture from the material being dried, the humidity of which is unstable and depends on the humidity of the atmosphere, determines the final value of the humidity of the material being dried.
Відомий також спосіб сушіння сипучих дрібно дисперсних діелектричних матеріалів, що включає НВЧ-нагрів бо матеріалу з одночасним його продувом сухим повітрям (А.С. Мо1522006 СРСР, кл. 2683/3347).There is also a known method of drying bulk finely dispersed dielectric materials, which includes microwave heating of the material with simultaneous blowing with dry air (AS Mo1522006 USSR, class 2683/3347).
Пристрій для реалізації даного способу містить вертикальну сушильну камеру у виді хвилеводу, забезпечену завантажувальним і розташованим в її нижній частині розвантажувальним пристроями з бункерами, до камери підключені НВЧ-генератор з пристроєм зв'язку і нагнітальний вентилятор. При цьому, пристрій містить приймач-утилізатор НВЧ-енергії зі своїм пристроєм зв'язку, підключеним до нижньої частини камери, а бо розвантажувальний пристрій виконаний у виді трійника з перекидним клапаном і приєднаний до нагнітальної сторони вентилятора.The device for implementing this method contains a vertical drying chamber in the form of a waveguide, equipped with loading and unloading devices with hoppers located in its lower part, a microwave generator with a communication device and a discharge fan are connected to the chamber. At the same time, the device contains a receiver-utilizer of microwave energy with its communication device connected to the lower part of the chamber, and the unloading device is made in the form of a tee with a reversing valve and is connected to the discharge side of the fan.
Недоліком приведених способів і пристроїв для їхньої реалізації є те, що процес сушіння матеріалу здійснюється при атмосферному тиску. Для видалення вологи з матеріалу, що висушується, необхідно нагрівати його до більш високих температур, чим при вакуумному сушінні. У цьому випадку може відбуватися розкладання деяких мікроелементів, що приводить до зниження якості готової продукції. Необхідність використання приймача-утилізатора НВчЧ-енергії зв'язане з підвищенням рівня потужності НВЧ-генератора (магнетрона), що приводить до необхідності застосування більш потужного магнетрона з відповідним джерелом живлення, що ускладнює пристрій і збільшує енергоємність, крім того, при продуві сухого повітря крізь вологий матеріал 7/0 Створюються зусилля, спрямовані як по осі камери, так і в радіальному напрямку, що може привести до комкування матеріалу. Відпрацьоване повітря, через фільтруючу сітку, віддаляється з об'єму робочої камери несучи з собою легкі дрібні частки (пил, який завжди присутній у матеріалі, що висушується, тим більше він утворюється в результаті зіткнень часток матеріалу між собою і стінкою камери при русі в потоці повітря), приводить не тільки до втрат робочого продукту, а також до забруднення навколишнього середовища, особливо /5 при сушінні шкідливих речовин, таких, наприклад, як, порох, тютюн, йодиди лужних металів і т.н.The disadvantage of the given methods and devices for their implementation is that the process of drying the material is carried out at atmospheric pressure. To remove moisture from the material being dried, it is necessary to heat it to higher temperatures than during vacuum drying. In this case, the decomposition of some trace elements may occur, which leads to a decrease in the quality of the finished product. The need to use a receiver-utilizer of microwave energy is connected with an increase in the power level of the microwave generator (magnetron), which leads to the need to use a more powerful magnetron with an appropriate power source, which complicates the device and increases energy consumption, in addition, when blowing dry air through wet material 7/0 There are forces directed both along the axis of the chamber and in the radial direction, which can lead to lumping of the material. Exhausted air, through the filter mesh, is removed from the volume of the working chamber, carrying with it light small particles (dust, which is always present in the material being dried, the more it is formed as a result of collisions of material particles between themselves and the wall of the chamber during movement in the flow air), leads not only to the loss of the working product, but also to environmental pollution, especially when drying harmful substances, such as, for example, gunpowder, tobacco, iodides of alkali metals, etc.
Відомий пристрій для сушіння сипучих діелектричних матеріалів (А.С. Мо92006113 РФ, кл. Е2683/34), що містить камеру з вводами НВчЧ-енергії, розміщену в ній похилу обертову трубу з радіопрозорого матеріалу, приєднану до завантажувального і розвантажувального вузла, і вентиляційний короб, камера виконана роз'єднаною з охоплюючим її вентиляційним коробом у якому розміщені НВЧ-джерела, їх пристрої введення в 2о камеру забезпечені герметичними заглушками з радіопрозорого матеріалу. При цьому камера забезпечена системою поглинання надлишкової НВЧ-енргії, похила обертаюча труба приєднана до завантажувального вузла за допомогою опорної осі, пропущеної через діафрагму труби, причому опорна вісь виконана порожнистою і сполучена з корпусом шнекового живильника. Розвантажувальний бункер складається з бункера з розвантажувальним пристроєм відсічного типу для вивантаження сипучого матеріалу і паровідвідного штуцера. сA known device for drying loose dielectric materials (A.S. Mo92006113 RF, class E2683/34), which contains a chamber with microwave energy inputs, an inclined rotating tube made of radio-transparent material placed in it, connected to a loading and unloading unit, and a ventilation box, the chamber is made disconnected from the ventilation box covering it, in which the microwave sources are placed, their input devices into the 2o chamber are equipped with hermetic plugs made of radio-transparent material. At the same time, the camera is equipped with a system for absorbing excess microwave energy, the inclined rotating pipe is connected to the loading unit with the help of a reference axis passed through the diaphragm of the pipe, and the reference axis is hollow and connected to the body of the screw feeder. The unloading hopper consists of a hopper with a cut-off type unloading device for discharging bulk material and a steam outlet fitting. with
Так як і в попередньому аналогу, даний пристрій містить поглинач "надлишкової" НВчЧ-енергії, що ускладнює пристрій і збільшує енергоємність, крім того, сушіння матеріалів при атмосферному тиску здійснюється при і) більш високих температурах чим, наприклад, сушіння аналогічних матеріалів у вакуумі, що також приводить до збільшення енерговитрат і зниженню якості готової продукції.As in the previous analogue, this device contains an absorber of "excess" microwave energy, which complicates the device and increases energy consumption, in addition, drying of materials at atmospheric pressure is carried out at i) higher temperatures than, for example, drying of similar materials in a vacuum, which also leads to an increase in energy consumption and a decrease in the quality of finished products.
Як прототип по способу нами обраний спосіб по (А.С. Мо1522006 РФ, кл. Р2683/347), а по пристрої (заявка (ду зо Ме92006113 РФ, кл. Р2683/34). В основу даного винаходу поставлена задача розробки способу і пристрою, що забезпечили б поліпшення якості сушіння, зниженню енергоємності і поліпшенню екології. сAs a prototype for the method, we chose the method according to (A.S. Mo1522006 of the Russian Federation, class P2683/347), and for the device (application (du zo Me92006113 of the Russian Federation, class P2683/34). The basis of this invention is the task of developing a method and devices that would improve drying quality, reduce energy consumption and improve ecology. p
Рішення поставленої задачі забезпечується тим, що в способі сушки сипучих діелектричних матеріалів, що Ге включає НВчЧ-нагрів з використанням сухого повітря, відповідно до винаходу, сушіння здійснюють циклічно, при цьому на першому етапі кожного циклу одночасно з НВЧ-нагрівом вакуумують об'єм з матеріалом до ісе) передпробійного тиску, потім відключають НВЧ-нагрів, продовжуючи вакуумування до квазістаціонарного тиску, ю по величині якого визначають вологість матеріалу, після чого, припинивши вакуумування, напускають сухе повітря до атмосферного тиску, а потім знову повторюють наступні цикли сушіння до досягнення необхідної вологості матеріалу.The solution to the problem is provided by the fact that in the method of drying bulk dielectric materials, which includes microwave heating using dry air, according to the invention, drying is carried out cyclically, while at the first stage of each cycle, simultaneously with microwave heating, the volume is vacuumed with material to ise) pre-breakthrough pressure, then microwave heating is turned off, continuing vacuuming to a quasi-stationary pressure, the value of which determines the moisture content of the material, after which, after stopping the vacuuming, dry air is introduced to atmospheric pressure, and then the following drying cycles are repeated again until the required moisture content of the material.
Рішення поставленої задачі забезпечується також і тим, що в пристрої для сушіння сипучих діелектричних « матеріалів, що містить НВЧ-тракт, з'єднаний із хвилеводом, усередині якого з можливістю обертання навколо з с подовжньої осі розміщена ємність для сипучого матеріалу, виконана з радіопрозорого матеріалу, відповідно доThe solution to the given problem is also provided by the fact that the device for drying bulk dielectric materials, which contains a microwave path connected to a waveguide, inside which, with the possibility of rotation around the longitudinal axis, a container for bulk material, made of radio-transparent material, is placed , according to
Й винаходу, хвилевід виконаний у виді циліндричного багатомодового резонатора, усередині якого і коаксиально и?» йому встановлена ампула, конусоподібним кінцем звернена до НВЧ-тракту, протилежний її кінець має патруб для завантаження - вивантаження, підключений до приводу обертання ампули, а також до систем вакуумування і напуску сухого повітря, при цьому внутрішня поверхня ампули постачена горизонтальними пластинами з с радіопрозорого матеріалу і розташованими уздовж її осі.According to the invention, the waveguide is made in the form of a cylindrical multimode resonator, inside which is a coaxial it is equipped with an ampoule, with its conical end facing the microwave path, its opposite end has a nozzle for loading and unloading, connected to the ampoule rotation drive, as well as to the vacuum and dry air supply systems, while the inner surface of the ampoule is provided with horizontal plates made of radio-transparent material and located along its axis.
Проведення ряду послідовних циклів сушіння забезпечує можливість послідовно від циклу до циклу ме) зменшувати вологість вихідного матеріалу, довівши її, таким чином, практично до будь-якої необхідної величини. б Проведення НВчЧ-нагріву з одночасним вакуумуванням до передпробійного тиску кожного циклу дозволяє 5р проводити сушіння матеріалу при температурі, що не перевищує 50"С, що поліпшує якість матеріалу і знижує о енерговитрати в порівнянні з аналогами і прототипом.Carrying out a series of consecutive drying cycles provides the possibility to consistently reduce the moisture content of the raw material from cycle to cycle, thereby bringing it to almost any required value. b Conducting microwave heating with simultaneous vacuuming to the pre-breakthrough pressure of each cycle allows 5p to dry the material at a temperature not exceeding 50"C, which improves the quality of the material and reduces o energy costs compared to analogues and the prototype.
Ге) Завдяки вакуумуванню об'єму з висушуваним матеріалом, після відключення НВЧ-нагріву стає можливим виконати видалення газів і вологи, що випарувалися з раніше нагрітого НВЧ-енергією матеріалу, і по величині квазістаціонарного тиску визначити вологість матеріалу і, тим самим визначити необхідність проведення наступного циклу сушіння.Ge) Thanks to the vacuuming of the volume with the material to be dried, after turning off the microwave heating, it becomes possible to remove gases and moisture that have evaporated from the material previously heated by microwave energy, and to determine the moisture content of the material based on the value of the quasi-stationary pressure and, thereby, to determine the need for the following drying cycle.
Напуск сухого повітря в об'єм ампули до тиску рівного атмосферному, забезпечує можливість, крім пробою,Inflow of dry air into the volume of the ampoule to a pressure equal to atmospheric provides the possibility, in addition to breakdown,
Ф) виконати сушіння матеріалу рядом послідовних циклів за допомогою НВчЧ-енергії з одночасним вакуумуванням, ка що дозволяє висушувати матеріал до практично будь-якої вологості (величина вологості матеріалу буде визначатися кількістю проведених циклів). во Виконання хвилеводу у виді багатомодового резонатора, забезпечує можливість поглинання всієї електромагнітної енергії (ЕМЕ) НВЧ-джерела і тим самим, крім необхідності використання додаткових пристроїв поглинання "надлишкової енергії і, за рахунок цього, не тільки знизити енерговитрати, але і спростити конструкцію пристрою.Ф) to dry the material in a number of consecutive cycles using microwave energy with simultaneous vacuuming, which allows drying the material to almost any humidity (the amount of moisture of the material will be determined by the number of cycles). The implementation of the waveguide in the form of a multimode resonator provides the possibility of absorbing all the electromagnetic energy (EME) of the microwave source and thus, in addition to the need to use additional devices for absorbing "excess energy" and, due to this, not only to reduce energy costs, but also to simplify the design of the device.
Завдяки використанню пластин, встановлених усередині ампули, стає можливим: а) виконати більш 65 рівномірний розподіл температури, як по товщині, так і по довжині матеріалу, що висушується, за рахунок теплопередачі матеріалу при перемішуванні; б) висушувати матеріал без грудкування; в) виконати ефективну вакуумну відкачку (відпадають умови утворення повітряних міхурів усередині матеріалу, що висушується,), завдяки чому поліпшується якість сушіння матеріалу.Thanks to the use of plates installed inside the ampoule, it becomes possible: a) to achieve a more uniform distribution of temperature, both along the thickness and along the length of the material being dried, due to the heat transfer of the material during mixing; b) dry the material without clumping; c) perform effective vacuum pumping (the conditions for the formation of air bubbles inside the material being dried are removed), which improves the quality of material drying.
Завдяки тому, що ампула виконана з конусоподібним кінцем, зверненим убік НВЧ-тракту, створюються сприятливі умови для більш якісного узгодження багатомодового резонатора, усередині якого розміщена ампула з матеріалом, з НВЧ-трактом.Thanks to the fact that the ampoule is made with a cone-shaped end facing the microwave path, favorable conditions are created for better matching of the multimode resonator, inside which the ampoule with the material is placed, with the microwave path.
Пропоновані спосіб і пристрій не забруднюють навколишнє простір.The proposed method and device do not pollute the surrounding space.
На Фіг. показаний ескіз пристрою для сушіння сипучих діелектричних матеріалів.In Fig. a sketch of the device for drying bulk dielectric materials is shown.
Пристрій містить хвилевід 1, виконаний у виді багатомодового циліндричного резонатора, усередині якого з 7/0 можливістю обертання навколо подовжньої осі на ізоляторах 2 розміщена діелектрична ампула 3. Внутрішня поверхня ампули З постачена горизонтальними діелектричними пластинами 4, розташованими паралельно Її осі.The device contains a waveguide 1, made in the form of a multimode cylindrical resonator, inside which a dielectric ampoule 3 is placed with a 7/0 ability to rotate around the longitudinal axis on insulators 2. The inner surface of the ampoule C is provided with horizontal dielectric plates 4, located parallel to its axis.
Хвилевід 1 з боку НВЧ-тракту постачений підстроювальними гвинтами 5, розташованими на одній прямій на відстані 5/4 один від одного (), - довжина хвилі в хвилеводі). Один кінець ампули З має патрубок 6, що з'єднаний із приводом обертання, що включає електродвигун 7 постійного струму і муфти 8, а також підключений до 7/5 системи вакуумування 9 і напуску сухого повітря (система напуску сухого повітря на ескізі не зображена).Waveguide 1 on the side of the microwave path is supplied with adjusting screws 5, located on the same line at a distance of 5/4 from each other (), - the wavelength in the waveguide). One end of ampoule C has a nozzle 6, which is connected to the rotation drive, which includes a direct current electric motor 7 and couplings 8, and is also connected to 7/5 of the vacuum system 9 and dry air supply (the dry air supply system is not shown in the sketch) .
Протилежний кінець ампули З має конусоподібну форму і звернений убік НВЧ-тракту, що складається зі східчастого переходу 10, хвилеводу 11 круглого перетину і прямокутного хвилеводу 12. До широкої стінки хвилеводу 12 підключені НВЧ-генератор 13 і направлене відгалуження 14. Ампула З наполовину заповнена матеріалом 15, що висушується. Усі фланцеві з'єднання пристрою постачені контактами, що перешкоджають випромінюванню НВЧ-енергії в навколишнє середовище.The opposite end of ampoule Z has a conical shape and is turned to the side of the microwave path, which consists of a stepped transition 10, a waveguide 11 of circular cross-section and a rectangular waveguide 12. A microwave generator 13 and a directed branch 14 are connected to the wide wall of the waveguide 12. Ampoule C is half filled with material 15, which is dried. All flange connections of the device are supplied with contacts that prevent the emission of microwave energy into the environment.
Розглянемо технологічний процес сушіння йодиду натрію (Ма) у пристрої приведеному на фігурі.Consider the technological process of drying sodium iodide (Ma) in the device shown in the figure.
Електромагнітна енергія (ЕМЕ) від джерела НВЧ 13 по хвилеводному тракту, що складається зі стандартного прямокутного хвилеводу 12, переходу від прямокутного до круглого хвилеводу 11, східчастого переходу 10, надходить у циліндричний хвилевід 1 з діелектричною ампулою 3, де вона поглинається в матеріалі 15, що с висушується. Завдяки виконанню циліндричного хвилеводу 1 у виді багатомодового резонатора ЕМЕ, що надходить від НВЧ-джерела в резонатор, цілком поглинається в матеріалі, що висушується. ЕМЕ, опромінюючи о матеріал, що висушується, проникає по всьому його об'ємі, тим самим викликає швидкий його нагрів, що приводить до інтенсивного виділення парів води і газів в об'єм ампули 3. Одночасно з включенням НВЧ-джерел а 13, включають форвакуумний насос, у якого швидкість відкачки вище, ніж швидкість випаровування води ігазуз дуElectromagnetic energy (EME) from the microwave source 13 along the waveguide path, consisting of a standard rectangular waveguide 12, a transition from a rectangular to a circular waveguide 11, a stepped transition 10, enters the cylindrical waveguide 1 with a dielectric ampoule 3, where it is absorbed in the material 15, that c is dried. Due to the execution of the cylindrical waveguide 1 in the form of a multimode resonator, the EME coming from the microwave source into the resonator is completely absorbed in the material being dried. EME, irradiating the material being dried, penetrates its entire volume, thereby causing its rapid heating, which leads to the intensive release of water vapor and gases into the volume of ampoule 3. Simultaneously with the inclusion of microwave sources and 13, include a forevacuum pump, in which the speed of pumping is higher than the rate of evaporation of water and gas
Зо матеріалу 15, і систему обертання ампули, що складається з електродвигуна 7 постійного струму і муфти 8.From material 15, and the ampoule rotation system, consisting of a DC motor 7 and a clutch 8.
Завдяки видаленню парів води і газів, що надходять в об'єм ампули в результаті нагрівання матеріалу, що с висушується, і його перемішуванню за допомогою системи обертання і пластин 4 і вакуумуванню стає можливим: «о по-перше, створювати тиск в ампулі нижче тиску в матеріалі, що висушуються, (градієнти тиску парів і газів і температури спрямовані з матеріалу в об'єм ампули не заповнений сіллю); о по-друге, більш рівномірно розподіляти температуру по довжині ампули за рахунок теплопередачі; ю по-третє, виконувати ефективну відкачку об'єму ампули, через відсутність повітряних міхурів усередині матеріалу. Ці обставини дозволяють виконувати швидке нагрівання матеріалу без грудкоутворення. Швидке нагрівання матеріалу створює умови для скорочення часу процесу сушіння, а, отже і зниженню енерговитрат.Due to the removal of water vapor and gases entering the volume of the ampoule as a result of heating the material that is being dried, and its mixing with the help of a system of rotation and plates 4 and vacuuming, it becomes possible: "first, to create a pressure in the ampoule below the pressure in the material being dried (gradients of vapor and gas pressure and temperature are directed from the material into the volume of the ampoule not filled with salt); secondly, to more evenly distribute the temperature along the length of the ampoule due to heat transfer; thirdly, to perform effective pumping of the volume of the ampoule, due to the absence of air bubbles inside the material. These circumstances allow rapid heating of the material without lump formation. Rapid heating of the material creates conditions for shortening the drying process time and, therefore, reducing energy consumption.
При цьому процес нагрівання матеріалу ЕМЕ з одночасним вакуумуванням здійснюють до передпробійного тиску « в ампулі (ця величина тиску для газів, що випаровуються з кожної із солей йодидів лужних металів визначається с експериментально; так для парів і газів для солі Ма) дорівнює «20мм.рт.ст., нижче якого створюються умови для й іонізації (пробою газу). При досягненні тиску в об'ємі ампули «20Омм.рт.ст. автоматично відключають «» НВЧУЧ-джерело 11, тим часом продовжують відкачку газів, що випаровуються, з раніше нагрітого матеріалу ЕМЕ.At the same time, the process of heating the EME material with simultaneous vacuuming is carried out to the pre-breakthrough pressure "in the ampoule (this pressure value for gases evaporating from each of the alkali metal iodide salts is determined experimentally; so for vapors and gases for the Ma salt) is equal to "20 mm.rt .st., below which the conditions for ionization (gas breakdown) are created. When the pressure in the volume of the ampoule reaches "20 Ohm.rt.st. automatically turn off "" the microwave source 11, meanwhile, continue to pump out the vaporized gases from the previously heated EME material.
Цей процес продовжують доти, поки тиск в ампулі не установиться квазістаціонарним (цей тиск контролюють по стрілочному приладі системи вакуумування). Як правило, вологість матеріалу після першого (одного) циклу сл сушіння залишається вище величини вологості сухого матеріалу (вологість сухої солі Ма) повинна бути не гірше - 0,0295). Для видалення залишкової вологи з матеріалу, що висушується, в об'єм ампули через її патрубок 6This process is continued until the pressure in the ampoule becomes quasi-stationary (this pressure is controlled by the needle device of the vacuum system). As a rule, the moisture content of the material after the first (one) cycle of drying remains higher than the moisture content of the dry material (the moisture content of dry salt Ma) should not be worse than 0.0295). To remove residual moisture from the material being dried into the volume of the ampoule through its nozzle 6
Фо напускають сухе повітря до атмосферного тиску (напуск сухого повітря здійснюють для запобігання НВЧ-іонізації б газу в об'ємі ампули). Далі виконують другий, третій... цикли сушіння, при цьому кількість циклів визначає 50р Вологість вихідного матеріалу. Після проведення кожного циклу по залишковому тиску в об'ємі ампули (величина о залишкового тиску від циклу до циклу зменшується) визначають вологість матеріалу. Завдяки проведенню (Че) процесу сушіння рядом послідовних циклів стає можливим за порівняно невеликий час, не нагріваючи матеріал вище 50"С, без грудкоутворення висушити сіль до вологості х0,0290.Dry air is injected into the tube up to atmospheric pressure (dry air is injected to prevent microwave ionization of the gas in the volume of the ampoule). Next, the second, third... drying cycles are performed, while the number of cycles is determined by 50% of the moisture content of the starting material. After carrying out each cycle, the moisture content of the material is determined by the residual pressure in the volume of the ampoule (the value of the residual pressure decreases from cycle to cycle). Due to carrying out (Che) the drying process in a number of successive cycles, it becomes possible in a relatively short time, without heating the material above 50"C, to dry the salt to a moisture content of x0.0290 without lump formation.
Після закінчення процесу сушіння відключають джерело живлення НВЧ-генератора, систему обертання ампули, перекривають вакуумний шланг на горловині ампули, відключають вакуумну систему. Ампулу з висушеним матеріалом (під вакуумом) виймають з робочої камери і направляють на дільницю для вирощування іФ) монокристалів. ко Аналогічним шляхом здійснюють сушіння будь-яких інших діелектричних сипучих матеріалів. 60 б5 х -0 ва -ї ' :After the drying process, turn off the power source of the microwave generator, the rotation system of the ampoule, close the vacuum hose on the neck of the ampoule, and turn off the vacuum system. The ampoule with the dried material (under vacuum) is removed from the working chamber and directed to the area for growing iF) single crystals. ko Any other dielectric bulk materials are dried in a similar way. 60 b5 x -0 va -i ' :
І і ЩеAnd and more
І | т иВ--. ; | І ! 4- ; «ий і ї | Ем кттяетинтия рентніAnd | you're in--. ; | And! 4- ; "iy and i | Em kttiaetintiya rentni
І . и й т ! х ттAnd. and and t! x tt
Н ат -Т- -Д , 1 і Ч; | шшшшшшни (К-т пи - і 1. - - г. .. 4 ; | 1 г -о- ---N at -T- -D , 1 and Ch; | shshshshshshny (K-t pi - and 1. - - g. .. 4 ; | 1 g -o- ---
І вн р ДЕ тет ет тет теттятті - БАкя ЗД , й й їх З зале 20 .I vn r DE tet et tet tettyatt - BAKYA ZD , y y ih Z zale 20 .
Фіг.Fig.
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002086449A UA56629C2 (en) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | Method for drying bulk dielectric materials and appliance for its implementation |
| RU2003113274/06A RU2243464C1 (en) | 2002-08-02 | 2003-05-05 | Method and apparatus for drying of bulk dielectric materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002086449A UA56629C2 (en) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | Method for drying bulk dielectric materials and appliance for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA56629A UA56629A (en) | 2003-05-15 |
| UA56629C2 true UA56629C2 (en) | 2005-03-15 |
Family
ID=34391312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2002086449A UA56629C2 (en) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | Method for drying bulk dielectric materials and appliance for its implementation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2243464C1 (en) |
| UA (1) | UA56629C2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2355133C1 (en) * | 2007-10-08 | 2009-05-10 | Бюро Изобретательства Тольяттинский военный технический институт | Uhf oven for continuous processing of heat-insulated dielectric items |
| RU2366875C1 (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Wood drying method |
| CN114433154B (en) * | 2020-10-31 | 2023-09-01 | 中国石油化工股份有限公司 | Preparation method of vanadium phosphorus oxide catalyst precursor, catalyst prepared by preparation method and application of catalyst |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH676879A5 (en) * | 1988-06-03 | 1991-03-15 | Glatt Maschinen & Apparatebau |
-
2002
- 2002-08-02 UA UA2002086449A patent/UA56629C2/en unknown
-
2003
- 2003-05-05 RU RU2003113274/06A patent/RU2243464C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA56629A (en) | 2003-05-15 |
| RU2243464C1 (en) | 2004-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3277580A (en) | Method and apparatus for drying | |
| WO2005100891A1 (en) | Method and apparatus for reduced pressure drying using microwave | |
| US20170312730A1 (en) | Method for thermal preconditioning of natural graphite flakes using electromagnetic waves | |
| UA56629C2 (en) | Method for drying bulk dielectric materials and appliance for its implementation | |
| CN116116021B (en) | Microwave spray drying system, method and application for drying external field enhanced powder | |
| RU84520U1 (en) | INSTALLATION FOR DRYING GRAIN MATERIAL | |
| CN207815833U (en) | A kind of screw feeding microwave fluidized-bed equipment for dry solids | |
| CN112607819A (en) | Nuclear industry high-level radioactive waste liquid evaporation-calcination system and evaporation-calcination method | |
| JP4875146B2 (en) | Sludge drying method and apparatus for carrying out the method | |
| GB881067A (en) | Improved apparatus for the production of granulated fertilizers | |
| CN205352005U (en) | A primary drying device for medicine particles | |
| KR20150053310A (en) | A drying apparatus for sludge | |
| RU2655756C2 (en) | Super high-frequency installation for thermal processing of loose products | |
| RU164204U1 (en) | TECHNOLOGICAL LINE FOR PREPARING A COMPREHENSIVE CONCRETE MIXING MODIFIER | |
| RU2314472C1 (en) | Grain drying apparatus | |
| RU2262051C2 (en) | Method and device for drying loose dielectric materials | |
| CN103538165B (en) | A kind of porous-starch particle production line | |
| RU2281447C1 (en) | Device for drying loose dielectric materials | |
| SU1078222A1 (en) | Plant for drying solution,suspensions,pastes and loose materials | |
| GB914546A (en) | Apparatus for the thermal treatment and/or reaction of materials in a high-frequencyfield | |
| CN108088219B (en) | A kind of ginkgo leaf high-temperature fixation fast-drying device and method | |
| RU159391U1 (en) | PLANT FOR DISINFECTING BULK PRODUCTS | |
| JPS5926133A (en) | Apparatus for granulating and drying powder | |
| CN105582780A (en) | Purifying and recycling system for tail gas generated in chemical method production of activated carbon and adsorber | |
| CN106211405A (en) | A kind of tunnel type band revolute function multi-die microwave resonant chamber |