Резонаторная камера для свч-нагрева диэлектриков

 

Использование: для сушки изделий . Сущность изобретения: резонаторная камера для СВЧ-нагрева диэлектриков содержит корпус в форме прямоугольного параллелепипеда, к противоположным боковым стенкам которого подсоединены входная и выходная пря-1 моугольные трубы для перемещения через камеру нагреваемого диэлектрика . На верхней стенке корпуса выполнена щель связи с источником СВЧ- энергии, ориентированная вдоль продольной оси корпуса. Определение соотношения между высотой корпуса и его длиной, а также высота прямоугольных труб позволяют обеспечить равномерный нагрев диэлектрика и исключить излучение из входной и выходной прямоугольных труб, t ил. л о и

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.БЦ м 1748294А1 (51)5 H 05 В 6/64

_#_>7(lP, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЫТВУ

П@юнт Р()ссии и

kя.,",ф, g j: ô ф 2 торная камера для СВЧ-нагрева диэлектриков содержит корпус в форме„:. прямоугольного параллелейипеда, к противоположным боковым стенкам которого подсоединены входная и выходная прямоугольные трубы для перемещения

: через камеру,нагреваемого диэлектри:, ка. На верхней стенке корпуса выпол- нена щель связи с источником СВЧ-: . энергии, ориентированная вдоль продольной оси корпуса. Определение соотношения между высотой корпуса и его длиной, а также высота прямо-

" угольных труб позволяют обеспечить равномерный нагрев диэлектрика и исключить излучение из входной и вы

:ходной прямоугольных труб, 1 ил. . Я

I .(21) 4788923/09 (22) 05.02.90 (46) 15.07.02; Бипт. Р 26 (71) Московский радиотехнический институт АН СССР (72) В.Л.Бухарин и А,А.Завадцев (53) 621.352,52(088.8) (56) Пчельников Ю.Н., Свиридов В.Т. Электроника сверхвысоких частот.".,"

М.: Радио и связь, 1981, с.69 - 51.

Авторское свидетельство СССР: .

Р 482924, кл. Н 05 В 6/64, 1973. .(54) РЕЗОНЪТОРНАЯ КАМЕРА ДЛЯ СВЧНАГРЕВА ДИЭЛЕКТРИКОВ (57) Йспользование: для сушки иэде- . лий. Сущность .изобретения: резонаI л ! е °

Изобретение относится к СВЧ-техни- Известны раэличнйе конструкции - °

М ке, конкретно к устройству установок, резонаторных камер, например замед".. . для СВЧ-нагрева диэлектриков, и мо- ., ляющие системы типа диафрагмирован-: + жет быть использовано для выравнйва : Hol o волновода или спиральные .

;ния профиля влажности бумажного ho-,- Однако такие камеры применимы толь- лотна, вулканизации резиновых изде- : ко для диэлектрйческих йзделий с О лий, сушки изделий различных отрас- .- . малым поперечным сечейием. Электри- Ь лей промышленности: релиотекнииеской, иеское поле е ник неравномерно по ) ° .(керамика), строительной (керамичес-" радиусу, что приводит к неравномер» кие облицовочные плитки, кирпич, . ности прогрева диэлектрика. . цемент), пищевой (сублимеционная Известен также призматический

eywà мяса, сухофруктов, чая), дере-. : многомодовый резонатор; Размеры резо" вообрабатывающей (паркет, карандаши, натора выбираются так, чтобы при заготовки мебели и музыкальных из- ;- работе резонатора в некотором диападелий), текстильной (красочное покры,, зоне частот в резонаторе возбуждатие тканей), хлопкоперерабатывающей : лись такие виды колебаний, суммарное (хлопок-сырец) и др, : : воздействие которых на диэлектрик:.

3 . 174 приводило бы к наиболее равномерному прогреву. Такие камеры используются, например, в выпускаемых серийно установках для приготовления пищи.

Многомодовый режим возбуждения принципиально приводит к неравномер. ности прогрева. Камерный режим загрузки (через открывающуюся дверцу) определяет низкую производительность так как на время открывания генератор необходимо выключать. Размер камеры невозможно выбрать произвольным.образом, так как при этом нару шается условие максимальной однородности прогрева диэлектрика.

Наиболее близкой к предлагаемой: является камера с входной и выходной трубами для перемещения нагреваемых изделий.

Однако эта камера является много модовой. Кроме того, входная и выходная трубы не являются неизлучаю" щими-на видах колебаний Е,„о, что исключает использование этих видов колебаний и, соответственно, получение равномерного прогрева изделий.

Целью изобретения является увеличение равномерности нагрева и уменьшение излучения s окружающее пространство.

Поставленная цель достигается тем, что резонаторная камера для

СВЧ-нагрева диэлектриков, содержащая корпус в форме прямоугольного параллелепипеда, входную и выходную прямоугольные трубы для перемещения нагреваемого диэлектрика, присоединенные к противоположным боковым стенам корпуса, и элемент связи с источником СВЧ-энергии, выполненный в .виде щели, расположенной на верхней стенке корпуса, имеет длину а корпуса и его высоту Ь выбранные в соответст вии с соотношением; а m((2f /c) n+(1/b) n) где f - рабочая частота; с - скорость света;

m - -число вариаций поля вдоль длины корпуса,,in 1,2,3,..., высота d входной и выходной прямоугольных труб, выбранные из условия:

d(c/(2f), при этом щель ориентирована параллельно продольной оси корпуса.

Такое конструктивное решение позволяет увеличить равномерность прогрева диэлектриков за счет работы камеры в одномодовом режиме на виде

8294 . 4 колебаний E ; увеличить производив о> тельность установки за счет возможности организации конвейерного спо5 соба нагрева (или сушки) при непрерывной работе установки.

На чертеже изображена предлагаемая резонаторная камера для установки СВЧ-нагрева диэлектриков.

1О Резонаторная камера содержит кор-. пус l,в виде прямоугольного параллелепипеда, узел ввода СВЧ-мощности

2, входную 3 и выходную 4 трубы;, перемещения через полость корпуса

1 диэлектрика 5 .

Резонаторная камера работает следующим образом.

Узел ввода СВЧ."мощности настраивается на критическую связь подво О дящей линии с резонаторной камерой с диэлектриком внутри. Иа чертеже изображен щелевой узел ввода мощности с подачей СВЧ-мощности по прямоугольному волйоводу. Узел ввода

25 мощности может быть выполнен и петлевым с подачей СВЧ-мощности по коаксиальной линии. При подаче СВЧ- . мощности через узел ввода 2 в корпус 1 в последнем возбуждаются колебания вида Е„,„, имеющие вдоль ребра Ь корпуса l и вариаций поля, вдоль ребра а - m вариаций поля и вдоль третьего ребра, определяющего ширину корпуса 1, постоянное поле. Последнее условие определяет произвольный выбор ширины камеры, исходя из за-. данной ширины нагреваемого диэлектри- ка. В общем случае камера может работать на виде колебаний Е,„„, где n4©

- число вариаций поля вдоль высоты камеры, Il 1,2,3,... В этом случае размеры а и Ъ выбираются из условия (2 /c) +(„/Ъ)2)- Нг

Такая камера может быть использо вана в установках специального наз4 начения, например, когда в камере не помещается система перемещения (например, в виде. диэлектрических валков) с учетом того, что при вве@ дении в камеру диэлектрика при неизменной рабочей частоте установки габаритные размеры камеры уменьшают- ся. Нагреваемый диэлектрик может либо протягиваться через входную

3 и выходную 4 трубы корпуса 1 (нап55 ример, бумага), либо перемещаться через полость корпуса l на диэлектрическом транспортере. В корпусе 1 происходит взаимодействие диэлектри5 . 1748294 б ка с электрическим СВЧ-полем и переда" вблизи входа в трубу при этом равна ча. энергии поля диэлектрику за счет . 950 А/м. Бсли положить, что поперечдиэлектрических потерь в нем и за ный размер входной и выходной труб счет реэистивной проводимости ди" . d=2 см и предельно допустимая плот5 электрика. Требуемая СВЧ-мощность за- ность потока энергии в помещении должвисит от количества массы диэлектр, на быть не более 10 Вт/м2, то тре-. которую надо нагреть на заданную Tee- буемое ослабление поля в трубах, равпературу и испарить (если требуется) ное 100 дБ, достигается при длине в единицу времени, и от КПЛ камерыт 10 труб, равной 75 мм. определяемой как отношение СВЧ-мощ- Таким образом, предлагаемая ности, рассеянной в диэлектРике, резонаторная камера позволяет увелик СВЧ-мощности, вошедшей в кам ру. . чить равномерность нагрева диэлектриВходная 3 и выходная 4 трубы корпу- ков и уменьшить излучение в окруса 1 представляют собой запредельные .t5 жающее пространство. волноводы для колебаний на.рабочей ф о р м y p a к которой прикреплена труба, имеется только компонента магнитного поЛЯ, . Резонаторная камера для СВЧ-нагрева наПРавленнаЯ паРаллельно РебРУ Ъ :20 диэлектриков, содержащая корпус в корпуса 1, то входная 3 и выходная . форме прямоугольного параллелепипеда, 4 трубы являются запредельными, если входную и выходную прямоугольные их попеРечный РазмеР d в напРавлении . трубы для перемещения HarpeeaeMoro

-РебРа Ь КОРпУса 1 6Удет Удовлетво- диэлектрика, подсоедИненные к проРЯть Условию Мс/(2f) ° длины входной 25 тивоположным боковым стенкам корпуса

3 и выходной 4 труб выбираются из, и элемент связи с источником СВЧ::. условия необходимого ослабления энергии, выполненный в виде щели, электромагнитного поля в них от Ра расположенной на верхней стенке корбочей величины в камере до предель- : riyca, отличающаяся тем, но допустимой величины в помещении З0 что, с целью увеличения равномерносс точки зрения техники безопасности. ти нагрева, уменьшения излучения в

Проведенные расчеты показывают, ° окружающее пространство, соотношение о ,.что, например, для нагрева на 80 С . длины а корпуса и его высоты Ь выби испарения 1 кг воды за 1 с ТребуeT" рано в,соотбетствйи с соотношением, ся мощность 2,6 МВт. Оценочные рас" . четы камеры для сушки красочного пок- 3> а=в((2й/с)2+.(1/b) ) рытия обойного полотна шириной 0„65 м : где f - рабочая частота;

; с расходом водяной .краски 2г/м ., с - скорость света; позволяют выбрать камеру с размерами m - число вариаций паля вдоль

ГО;40к0,18 0,75 м, работающую на час- длины корпуса; . тоте 915 МГц,.и имеющую КПД=0,75. При . m = 1, 2, 3,..., скорости движения полотная 350 м/мин высота d входной и выходной прямотребуемая мощность СВЧ-генератора угольных труб выбрана иэ условия: составляет 26 кВт. Амплитуда напря- . d

1748294 а

Соста аиатемь В. бухарин Ма <тоР T. Лазоренко Техред И .Иоргентад. Корректор Э. Лончакова е аВ е е ав ва е Е е е е е е ав е е е йв аВ ва ав аа аа вв вв е аВ вв е и Е е е е ва 4s е аа е е е е е е е ав е аа е » «е е е е е е е, е е g

Заказ 2513 . Тира»: Подписное

ВНЙИПИ Государственного комйтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

113035> Москва ° Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

° «Ве ее

Пройзаодственно-издательский комбинат "Патент", г.Уагород, ул. Гагарина,101 а