Устройство для обработки разрушения различных материалов электромагнитными волнами

 

Союз Советских

Социалистнцеских

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИПЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено15.04.76 (Я}2350658/22 03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано15.04.78.Бюллетень № 14 (45) Дата опубликования описания 27.03.78 (и)602682

2 (53) М, Кл.

E 21 С 37/18

Гасударственный каиктет

Совета Инннстрьа СССР аа денем нэььретеннй н аткрытнй (53) УДК 622.243,94 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. A. Заварин, В, П, Шевченко и Н. В, Перов (7э) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЛИ РАЗРУШЕНИЯ

РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ЗЛЕ КТРОМАГИ ИТНЫМИ

ВОЛНАМИ

Изобретение относится к устройствам для обработки или разрушения различных материалов электромагнитными волнами и может найти применение, например, для разрушения, нагрева и сушки гранулированных мате- в риалов, состояших из различных мйнералов, особенно в тех случаях, когда необходимо обрабатывать СВЧ- полем огромные объемы минералов, пластовых вод и т.д, Известно устройств о для электротермоме- тв ханическ ого разрушения горных пород, включающее генератор СВЧ-электромагнитных волн, корпус со встроенным в него объемным резонатором и волноводом, буровую коронку g гайку ручной настройки резонатора. Устройрт б во снабжено также взаимодействующим c; ",. корпусом и с гайкой ручной настройки резонатора цилиндром, в полости которого на штоке, насаженном на волновод, размешен поршень с винтовыми пазами, контактирующими 20 с выступами на цилиндре и штоке (1$.

Благодаря такому выполнению устройства возможна дистанционная настройка резонатор .,на забое скважины, Однако это устройство требует применения рабочего органа большого э 25 размера в случае бурения скважин увеличенного диаметра, а при передаче энергии по волноводу на значительные расстояния происходят ее потери, ухудшаюшие обший коэффициент полезного действия процесса разрушения пород. Кроме того, согласование режима работы генератора с нагрузкой B известном устройстве довольно затруднительно, Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сушности является устройство для обработки или разрушения различных материалов электромагнитными волнами, в котором генератор электромагнитных волн соединен при помощи. пирамидальг. ного волновода-рупора с рабочим пространст вом камеры, куда помешают обрабатываемый или разрушаемый материал (2j.

Один из недостатков указанного устройства заключается в необходимости зашиты генератора электромагнитных волн от избытка отраженной мощности в случае, когда камра не загружена обрабатываемым материалом, что усложняет конструкцию устройства за счет применения поглощающего покрытия,.

602682

Устройство работает следующим образом, Материал 12 поступает в транспортирующее приспособление, например в трубопровод

3, через его нижний конец. Скорость подачи материала выбирается в зависимости от величины мощности на входе камеры 1 и время нагрева при заданном эффекте обработки. Электромагнитная волна подается в камеру 1 непосредственно от генератора через проем фланца 9. Равномерное распределение электромагнитного поля в камере

1 достигается за счет того, что входной волновод -рупор 6 служит преобразователем вида колебаний и обеспечивает направленный ввод электромагнитной энергии в объем камеры. Поток энергии электромагнитных волн поглощается обрабатываемым материалом. Неиспользованная мощность через пйрамидальный волновод-рупор 7 на конце камеры 1 поглощается эквивалентом 10 нагрузки, который подсоединяется к камере 1 и защищает генератор or отраженной энергии СВЧ, когда устройство работает

6А полезной нагрузки или с небольшой загрузкой.

Предложенное устройство позволяет соз« давать поле с бегущей волной благодаря применению волноводов-рупоров, один из которых

6 выполняет роль излучателя, а другой 7.приемной антенны непоглошенной в нагрузке

СВЧ-. энергии. Расширенный волновод служит линией передачи электромагнитного поля от входного рупора к выходному и срэдст»

3 на котором монтируется камера. Кроме того, трудно согласовать режим работы генератора с нагрузкой, особенно при неполной загрузке камеры.

Известное устройство обеспечивает лишь периодическое действие, когда обрабатываемый материал загружается и выгружаетс H H3 каме ры циклично. Использовать uns перемещения материала через камеру какое-либо транспортирующее приспособление щ нерационально из-за того, что сокращается зона взаимоцействия материала с электромагнитным полем. Это приводит к снижению эффективности процесса обработки материала и усложнению процесса согла- 15 сования режима работы генератора с нагрузкой.

Целью изобретения является облегчение согласования режима работы генератора с нагрузкой камеры. Это достигается тем, 20 что с рабочим пространством камеры соединен уширенным торцом дополнительный пирамидальный рупор, служащий приемной, антенной,непоглошенной в нагрузке электромагнитной энергии и расположенный соосно И волноводу-рупору. На выходе рупоров в рабочем пространстве камеры в ее нижней части установлены поперечные перегородки, причем перегородка, расположенная на выходе волновода-рупора, наклонена под углом 30

100-130о к нижней поверхности камеры, а.в камере по ее циагонали размешено транспортирующее материал приспособление.

На фиг. 1 показано предлагаемое уст- 35 ройство, в. частности, для обработки транулированных материалов при их транспортировке с помощью конвейерной лентьц на фиг. 2 — устройство для обработки материала, транспортируемого по трубопроводу. 40

Устройство включает рабочую камеру l, выполненную из электропроводного материала, например алюминия, и транспортирующее материал, приспособление в виде конвейерной ленты 2 или трубопровода 3. Рабочая 45 камера образована верхним и нижним прямоугольными плоскими элементами 4, двумя скошенными под определенным углом бо ковыми плоскими элементами 5 и двумя пирамидальными волноводами-рупорами 6 и 50

7, прикрепленными уширенными торцами к торцам камеры 1. На выходе волноводоврупоров 6 и 7 в рабочее пространство камеры 1 в ее нижней части установлены поперечные перегородки 8.

В одном из вариантов выполнения устройства одна поперечная перегородка 8 расположена на выходе первого волноводарупора 6 в рабочем пространстве камеры

l в ее нижней части, а вторая перегород- 5О ка установлена и верхней части камеры l на входе дополнительного волновода-рупооа

7. Такое расположение перегородок позво» ляет иметь наибольшую длину зоны взаимодействия обрабатываемого материала с электромагнитным полем.

Волновод-рупор 6 при помоши фланца 9 соединяют с генератором СВЧ, а волновод рупор 7 посредством такого же фланца соединяют с эквивалентом 10 нагрузки, Перегородка 8, расположенная на выходе волновода-рупора 6, наклонена под углом о

100-130 к нижней поверхности камеры l. Транспортирующее приспособление 2 или 3, выполненное из теплостойкого материала с малыми диэлектрическими потерями, происходит внутри камеры 1 и частично через круглые волноводы 11, закрепленные в перегородках 8 вне камеры l.

Для максимального поглощения СВЧ-энергии обрабатываемым материалом 12 ось 13 транс-. портирующего приспособления проходит через перегородки 8 и камеру 1 по диагонали, например из правого нижнего угла ближней перегородки в левый верхний угол дальней перегородки.

602682 вом, трансформируюшим выходное характеристическое сопротивление генератора к вхо-.. ду эквчвфлента нагрузки. Равенство характеристических сопротивлений в различных сечениях устройства, обеспеченное его конструкцией, является условием его работы в режиме бегушей волны на согласованную нагрузку.

Предложенное устройство позволяет облег» чить согласование режима работы генератора с камерой, особенно при неполной за- . грузке последней, увеличить длину зоны взаимодействня обрабатываемого материала с СВЧ-полем, повысить эффективность обработки и обеспечить более интенсивный и равномерный нагрев обрабатываемого материала.

Формула изобретения

Устройство для обработки или разрушения различных материалов электромагнитными волнами, в котором генератор электромагнитных волн соединен при помоши пирамидального волновода-рупора с рабочим пространством камеры, куда помешают обрабатываемый материал, о т л я ч а юш е е с я тем, что, с целью обеспечения согласования режима работы генератора с нагрузкой, с рабочим пространством кал»еры соединен уширенным торцом дополнительный пирамидальный рупор, служаший приемной антенной непоглошенной в нагрузке. электромагнитной энергии и расположенный соосно волноводу-рупору.

2. Устройство по п, l, о т л и ч а юш е е с я тел», что на выходе рупоров в рабочее пространство камеры в ее нижней частя установлены поперечные перегородки.

3. Устройство.по п. 2, о т л и ч а юш е е с я тем, что перегородка„ расположенная на выходе волновода-уупора; наклонена под углом 100-130 к нижней поверхности камеры.

4. Устройство по пп. 1-3, о т л ич а ю m е е с я тем, что в камере по ее диагонали расположено транспортируюшее материал приспособление.

Исгочники. информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Авторское свидетельство М 394547, кл, Е 21 С 37/18, 1971.

2, Патент США М 38l4890, кл. 219-10, 1 974.

Составитель В, Длевин

Редактор Д. Гофман Техред К. Гаврон Корректор Л, Небола

Заказ 1811/30 TBpGK 7 34 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров CCCf по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4