Осушитель гранул полиэтилена с источниками электромагнитного поля сверхвысокой частоты
Владельцы патента RU 2727118:
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) (RU)
Изобретение относится к технике сверхвысокочастотной термообработки диэлектрических материалов и может быть использовано для сушки и подогрева гранул полиэтилена низкого давления, используемых при производстве напорной, газовой и технической трубы. Осушитель гранул полиэтилена с источниками электромагнитного поля СВЧ характеризуется тем, что на цилиндрической части 2 вертикально расположенного резонатора установлены магнетроны 3 от сверхвысокочастотного генератора со сдвигом по периметру и высоте. В конической части 1 резонатора установлен полусферический неферромагнитный отражатель 9 так, что между ним и образующей конуса имеется кольцевой зазор. При этом вершина конуса усечена на уровне критического сечения конического резонатора 1, где установлен фланец крепления. Со стороны образующей конуса прикреплен воздуховод 8 от вентилятора 7. На воздухоотвод 5, расположенный на крышке 4 резонатора, имеющей центральное отверстие, установлен перфорированный неферромагнитный ограничитель 6 излучений. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к технике сверхвысокочастотной термообработки диэлектрических материалов и может быть использовано для сушки и нагрева гранул полиэтилена низкого давления, используемых при производстве напорной, газовой и технической трубы.
Известно линия производства трубы из полиэтиленовых гранул (см. приложение), состоящая из экструдера, бункера осушителя STG-U80, автоматического вакуумного загрузчика. Модернизация бункера-осушителя позволила бы получить гранулы полиэтилена, соответствующие ГОСТУ для производства труб, удовлетворяющих по физико-механическим параметрам при сниженных энергетических затратах.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является бункер-осушитель STG-U80, предназначенный для сушки влажных материалов. Если влажность материала не соответствует норме, его подвергают в бункере-осушителе горячим воздухом. Воздух продувается через электрический калорифер с помощью вентилятора. Воздух поступает через диффузор в бункер, где находится подсушиваемый материал. Отработанный воздух через фильтр, установленный на фланце, выходит наружу. Оборудование содержит пульт управления с контрольно-измерительной аппаратурой, позволяющий регулировать режим сушки.
Недостатком данной конструкции является неоднородность конвективного нагрева гранул, находящихся в бункере-осушителе.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение равномерного диэлектрического нагрева и сушки гранул полиэтилена с соблюдением электромагнитной безопасности.
В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность равномерного нагрева гранул полиэтилена и удаление избыточной влаги в процессе непрерывного воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты в резонаторе, состоящего из цилиндрической части и конической.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемый осушитель гранул полиэтилена с источниками электромагнитного поля сверхвысокой частоты характеризуется тем, что на цилиндрической части вертикально расположенного резонатора установлены магнетроны от сверхвысокочастотного генератора со сдвигом по периметру и высоте, а в конической части резонатора установлен полусферический неферромагнитный отражатель так, что между ним и образующей конуса имеется кольцевой зазор, при этом вершина конуса усечена на уровне критического сечения конического резонатора, где установлен фланец крепления, со стороны образующей конуса прикреплен воздуховод от вентилятора, причем на воздухоотвод, расположенный на крышке резонатора, имеющей центральное отверстие, установлен перфорированный неферромагнитный ограничитель излучений.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, на которых представлены общая схема (фиг. 1) и пространственное изображение осушителя гранул полиэтилена с источниками электромагнитного поля СВЧ (фиг. 2).
Осушитель гранул полиэтилена с источниками электромагнитного поля сверхвысокой частоты содержит:
коническую часть 1 резонатора, цилиндрическую часть 2 резонатора, магнетроны 3, крышку резонатора 4 с центральным отверстием для загрузки сырья, воздухоотвод неферромагнитный 5, перфорированный ограничитель излучений 6 из неферромагнитного материала, вентилятор 7, неферромагнитный воздуховод 8, отражатель полусферический 9 из неферромагнитного материала (из алюминия).
Осушитель гранул полиэтилена с источниками электромагнитного поля сверхвысокой частоты состоит из вертикально расположенного резонатора, выполненного из цилиндрической части 2 и конической части 1. На крышке 4 резонатора предусмотрен неферромагнитный воздухоотвод 5, содержащий перфорированный неферромагнитный ограничитель излучений 6. В центре крышки 4 резонатора предусмотрено отверстие для монтажа автоматического вакуумного загрузчика сырья (загрузчик ограничивает излучение), предусмотренного технологической линией производства труб.
В конической части 1 резонатора с помощью монтажных элементов установлен полусферический неферромагнитный отражатель 9 так, что между ним и образующей конической части 1 резонатора имеется кольцевой зазор для выгрузки высушенных гранул. Под полусферический неферромагнитный отражатель 9, расположенный выпуклой стороной вверх, подведен неферромагнитный воздуховод 8, соединенный с вентилятором 7. С наружной стороны цилиндрической части 2 резонатора установлены магнетроны 3 с излучателями, направленными внутрь со сдвигом по периметру и высоте цилиндра, для обеспечения равномерного электромагнитного поля в резонаторе. На усеченной вершине конической части резонатора расположен фланец для соединения с экструдером для дальнейшей обработки высушенных гранул. Причем фланец расположен на уровне критического сечения конической части резонатора (известно, что на вершине конического резонатора существует критическое сечение, при котором волны отражаются внутрь резонатора).
Для воздушного охлаждения маломощных магнетронов предусмотрены гибкие воздуховоды (на фигурах не приведены) от вентилятора 7.
Технологический процесс диэлектрического нагрева и удаления избыточной влаги происходит следующим образом. Гранулы полиэтилена из автоматического вакуумного загрузчика дозированно подаются в цилиндрическую часть 2 резонатора. После чего следует включить вентилятор 7 и сверхвысокочастотные генераторы. В связи с тем, что магнетроны 3 расположены с равномерным сдвигом по периметру и по высоте цилиндра, в резонаторе возбуждается равномерное электромагнитное поле сверхвысокой частоты. Волны, отраженные от стенок резонатора и полусферического неферромагнитного отражателя 9 попадают и в коническую часть резонатора. Ограничение излучения из конической части 1 резонатора достигается расположением фланца на определенном уровне от вершины конуса. В связи с тем, что фланец расположен на уровне критического сечения конического резонатора, распространение волн за пределы фланца не происходит. Под воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты гранулы полиэтилена, находящиеся в резонаторе нагреваются эндогенно. Избыточная влага, выделяемая при диэлектрическом нагреве гранул полиэтилена, отводится потоком воздуха, подаваемым через воздуховод 8 вентилятором 7, и выводимым через воздухоотвод 5, расположенный на крышке 4. При этом одновременно подается воздух через гибкие воздуховоды для охлаждения магнетронов 3. Распространение излучений через воздухоотвод 5 исключается за счет установленного на нем перфорированного неферромагнитного ограничителя излучений 6. Высушенные гранулы самотеком через кольцевой зазор между образующей конической части резонатора и полусферическим неферромагнитным отражателем 9, и через фланец поступают в экструдер, имеющийся в технологической линии производства труб.
Осушитель гранул полиэтилена с источниками электромагнитного поля сверхвысокой частоты, отличающийся тем, что на цилиндрической части вертикально расположенного резонатора установлены магнетроны от сверхвысокочастотного генератора со сдвигом по периметру и высоте, а в конической части резонатора установлен полусферический неферромагнитный отражатель так, что между ним и образующей конуса имеется кольцевой зазор, при этом вершина конуса усечена на уровне критического сечения конического резонатора, где установлен фланец крепления, со стороны образующей конуса прикреплен воздуховод от вентилятора, причем на воздухоотвод, расположенный на крышке резонатора, имеющей центральное отверстие, установлен перфорированный неферромагнитный ограничитель излучений.
