Устройство для обработки различных веществ

 

Ме 53504

Класс 21 g, 24с, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ОБОРОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Зарегистрировано в Бюро последующей регистрации изобретений Госплана при СНК СССР

П. М. Винник.

Устройство для обработки различны

Заявлено 7 апреля 1937 года за M 922.

Опубликовано 28 февраля 1939 года.

Вопрос обработки различных продуктов питания (мясо, жиры, рыба) и различных химических веществ (вулканизация резины, добыча эфирных масел для парфюмерной промышленности и пр.) при помощи электрических или (в некоторых частных случаях) магнитных полей ультравысокой частоты в настоящее время уже вышел из стадии предварительных опытов и в значительной своей части приобрел определенный характер. Поэтому технический процесс самого метода „облучения" и совершенствование его как с точки зрения промышленной целесообразности, так и с точки зрения заводских эксплоатационных условий имеет крайне важное значение.

Основным недостатком существующих схем обработки различных объектов полями ультравысокой частоты является обособление генератора и фидерной линии, посредством которой колебательная мощность подводится от генератора к объекту. Это обособление осложняет весь процесс так, - что фидерную систему приходится все время подстраивать в резонанс с генератором, что усложняет работу (особенно в заводских условиях), так как настройка фидера непрерывно изменяется в процессе облучения объекта вместе с изменением пространственного положения, объема и физико-химического состояния объекта. Расстройка фидерной линии за счет объекта облучения неизбежна, так как она обусловлена изменением диэлектрической постоянной и магнитной проницаемости объекта в процессе облучения. Поэтому, вышесказанное относится одинаково ко всем случаям воздействия ультравысокими частотами на пищевые химические, а также и биологические объектьь

Кроме вышеуказанных неудобств, расстройка фидерной линии объектом неизбежно снижает коэфициент полезного действия генераторной установки. В стадии лабораторных исследований этот вопрос, быть может, и не имел большого значения, но в заводских условиях при наличии больших мощностей он, конечно, является решающим.

Попытки, которые делались рядом авторов, подвергать объекты облучению непосредственно в контуре генератора даже в лабораторных условиях не могли увенчаться успехом вследствие конструктивных трудностей. В завод ских же условиях такой путь совершенно неприемлем, так как по самым элементарным технологическим требованиям производства генератор не может быть совмещен непосредственно с облучающим устройством.

Предлагаемая схема фидерного генератора имеет целью все эти вопросы разрешить в положительном смысле, На фиг. 1 представлен такой генератор с одной лампой, на фиг. 2— то же с двумя лампами, на фиг. 3— вариант схемы, по которой облучение происходит в соленоиде.

Здесь А — лампы, L — распределенные или сосредоточенные контурные самоиндукции, Lz — блокировочные дроссели, C„- — блокировочно-контурные конденсаторы, С, — конденсатор для облучения объекта либо, в случае, если облучение его производится в спирали, „балансный" конденсатор, l — фидерная линия.

Принцип работы такого генератора очень прост и заключается в следующем.

Обращаясь к фиг. 1, допустим, что мы преобразовали генератор таким образом: отключив от генератора провода l, мы замкнули внешние пластины конденсаторов С кратчайшей перемычкой. Тогда, очевидно, мы будем иметь обычную схему генератора

Эзау с двумя последовательно включенными блокировочными емкостя ми С», общая емкость которых будет с,> . с,> = с,. +-с..

С изменением этих емкостей С,. -волна генератора изменится в некоторых пределах . Как известно, изменение в данном случае обусловлено тем обстоятельством, что, благодаря наличию в линии генератора емкостей С,,-, создаются условия резонанса напряжения, т. е. создаются такие условия, когда благодаря наличию емкостного сопротивления конденсаторов С„-, из контура генератора как бы исключается некоторая часть индуктивного сопротивления в соответствии с равенством

1 —, -«-/л=о или для Лехеровой системы с индук. тивной реакцией

1 — / -+2,=Î (oc О 7 где Zp = И у тх — входное сопротивление линии в точках включения емкостей.

Таким образом, изменение емкости С,,- равносильно изменению самоиндукции проводов, образующих колебательный контур. Ясно, что изменение этой емкости С может осуществляться как за счет изменения расстояния между пластинами, так и за счет диэлектрической постоянной, но при этом условии резонанса напряжения останутся и режними, и только точка а нулевого потенциала сместится по контуру генератора в ту или иную сторону.

Допустим теперь, что мы сняли перемычку, замыкающую конденсаторы

С,„-, и замкнули их на некоторую линию, состоящую из проводов (и емкости C, . В том случае, если в данной линии осуществлено условие резонанса напряжения, т. е.

1 — j — -+ ч =0 (где L самоиндукция проводов l u с — емкость С, ), очевидно, подключение линии 1 будет равнозначно короткому замыканию наружных пластин конденсаторов С,; перемычко",. Если же

/ - — щУ то подключение линии l должно вызвать изменение в сторону увеличения при

/яЕ) — /

>о С и в сторону уменьшения i npu

j(0p (/

При этом необходимо заметить, что максимальная длина линии l ограничивается условием

tgmx) О, т. е. индуктивным характером входного сопротивления линии. Более того, не вдаваясь в детали, можно сказать, что для данного случая это условие ограничивается первой четвертью волны, Следовательно 1=0,25), но все же, несмотря на малую длину l, подобная система облучения имеет громадные преимущества, так как она совершенно исключает расстройку генератора с фидером. Помимо того, с точки зрения технического процесса облучения длина линии 1 = 0,25 > вполне достаточна, так как стремиться к большому укорочению волны при обработке ультракороткими волнами различных объектов нет смысла и вполне можно ограничиться =б — 12 м.

Тогда 1 может быть порядка 1,5 — 3 м, что уже достаточно с точки зрения производственных условий.

На фиг. 3 представлена схема, где облучение производится в соленоиде/, Соленоид L и емкость С,, как и в предыдущих случаях, образуют контур резонанса напряжений, но самый соленоид выполнен так, что магнитные потоки преобразованной в соленоид

Лехеровой системы складываются. При условии симметрии разность потенциалов между витками приближается к нулю, и электрическое поле таким образом замыкается по радиусу соленоида.

Такое включение витков соленоида представляет то преимущество, что электрические и магнитные поля будут иметь наибольшие сгущения в центре соленоида, а не между соседними витками, чем достигается более равномерный глубинный прогрев объекта.

При помощи конденсатора С, осуществляется первоначальная настройка.

Изоляция помещенного внутри соленоида объекта может быть осуществлена в виде кварцевой трубы, как это уже и делается на некоторых предприятиях. В последней схеме (фиг. 3) емкость С, рекомендуется брать малой величины, так как, имея в виду условие чем меньше будет емкость С,, тем больше мы можем взять самоиндукцию соленоида Е,, а следовательно при том же диаметре большую его длину.

Предмет изобретения.

Устройство для обработки различных веществ и тканей полями ультравысокой частоты., отличающееся тем, что, с целью устранения влияния изменения положения оолучаемого объекта или изменения его состояния или свойств на режим облучения, для подвода энергии от генератора к облучаемому объекту применен резонансный контур напряжения, самоиндукция которого выполнена в виде фидера, включенного последовательно с контуром генератора в пучности тока его и соединенного на своем конце с конденсатором облучаемого объекта,