CH390409A - Vorrichtung zum dielektrischen Erwärmen von Stoffen - Google Patents

Description

      Vorrichtung        zum        dielektrischen    Erwärmen von Stoffen    Die vorliegende Erfindung     betrifft        eine    Vorrich  tung zum     dielektrischen        Erwärmen    von Stoffen mit  mindestens einem Mikrowellengenerator und einem  oder mehreren Hohlleitern und Reflektoren.  



  Es sind Vorrichtungen     zum        dielektrischen    Er  wärmen von Stoffen bekannt. Diese weisen jedoch  im allgemeinen den Nachteil auf, dass deren Arbeits  raum dem Gut nicht angepasst werden kann. Wo  eine solche Anpassung vorgesehen ist, muss sie aber  entweder auf     kompliziertem    Wege     vorgenommen     werden oder sie ist sehr beschränkt verwendbar.  



  Die vorliegende     Erfindung    bezweckt die Schaf  fung einer Vorrichtung, welche mühelos und in  kurzer Zeit dem zu behandelnden Gut angepasst  werden kann.  



  Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist     dadurch     gekennzeichnet, dass am Hohlleiter Feldstärke- und       Eindringtiefe    änderbar gestaltende Mittel angeordnet  sind.  



  Ausführungsbeispiele des     Erfindungsgegenstandes     werden anschliessend anhand von Figuren erläutert.  Es zeigt:       Fig.    1 einen     Schnitt    in schematischer Darstellung  durch eine Vorrichtung zum     dielektrischen    Erwärmen  von Stoffen mit zwei     Hochfrequenzgeneratoren    und  auswechselbaren Feldformern,       Fig.    2-4 Ansichten verschiedener Feldformer in  Aufsicht, schematisch dargestellt,       Fig.5-7    Schnitte durch die Feldformer gemäss  den     Fig.2-4    entsprechend den     Schnittlinien        V-V,

            VI-VI    und     VII-VII,          Fig.    8-10     die    durch die Feldformer gemäss den       Fig.2-4    erzielbaren Feldstärken in Funktion der  Breite der Öffnungen der Feldformer,       Fig.    11 eine Vorrichtung für     dielektrisches    Er  wärmen in Automaten oder Fliessband im Längs  schnitt in schematischer Darstellung.    Die     in        Fig.l    dargestellte Vorrichtung besitzt  zwei Mikrowellengeneratoren 1     mit    zugehörenden  Hohlleitern 2. Die Hohlleiter 2     sind    auf in der  Höhe verstellbaren Stützen 3 angeordnet.

   Sie weisen  konisch verlaufende Strahlungsköpfe 4 auf, deren  vordere Enden der Aufnahme von Feldformern 5  dienen. Die Feldformer 5 sind auswechselbar.  



  Auf der Höhe der Strahlungsköpfe 4 sind     Reflek-          torplatten    6 vorgesehen, die bezüglich eines Gutes 7,  welches hier die Form einer Platte aufweist, in  Richtung eines Pfeiles 19 verstellbar sind.  



  Die Stützen 3 erlauben, die Hohlleiter bezüglich  des zu     behandelnden    Gutes 7 in die richtige Lage  zu bringen, während der teleskopische Aufbau der  Hohlleiter gestattet, diesen genau auf den Mikro  wellengenerator abzustimmen und damit im Hoch  frequenzraum eine fortschreitende Welle zu erzeugen.  Die     Reflektorplatte    6 dient ebenfalls der Beein  flussung des     Mikrowellenfeldes    im Gut 7. Der Strah  lungskopf 4 kann ein- oder mehrteilig ausgeführt  werden.  



  Die Feldformer sind auswechselbar. Entsprechend  dem im Gut 7 zu erzeugenden Feld können andere  Formen, beispielsweise gemäss den     Fig.        2-4,        gewählt     werden. Jeder dieser     Feldformer    erzeugt ein     ganz          spezifisches    Feld bzw. eine entsprechende Feldstärke  und zugehörige     Eindringtiefe,    wie dies aus den       Fig.    8-10 ersichtlich ist.  



  Die in     Fig.    1 dargestellte Vorrichtung eignet sich  beispielsweise für     Holzverleimungen    oder für Buch  bindeautomaten. Um die Anlage in Betrieb zu neh  men, wird diese entsprechend dem Gut mit     Hilfe     der     Stützen    3 in die richtige Höhenlage gebracht.  Hierauf werden die Generatoren 1 in Betrieb ge  nommen und die Hohlleiter 2     mit        Hilfe    der     teleskop-          artigen    Verschiebemöglichkeit abgestimmt.

   Entspre  chend dem zu     behandelnden    Gut setzt man     in.    den      Strahlungskopf 4 einen Feldformer ein, der bei  spielsweise eine der     Formen    gemäss den     Fig.2-4     aufweisen kann.  



  Der in     Fig.    2 dargestellte, mit einem Schlitz 9  versehene     Feldformer    8, der mit zwei breiteren,  durch den Schlitz 9 verbundenen Seitenöffnungen  versehen ist, ergibt im Bereiche des Schlitzes 9 eine  grosse Feldstärke E über der Schlitzlänge L mit  entsprechend kleiner     Eindringtiefe    in das Gut 7  gemäss der Kurve 16     (Fig.2).    Die Seitenöffnungen  10 dagegen ergeben eine     Feldstärkeverteilung    ent  sprechend der Kurve 15.  



  Der Feldformer 11 nach     Fig.    3, dessen     Energie-          Ausstrahlungsöffnung    12     rechteckförmig    ist, zeigt  das in     Fig.    9 dargestellte Bild der Feldstärke. Die  Kurve 17 ist die Kurve normalerweise verwendeter  Feldformer.  



  Der in     Fig.4        ersichtliche    Feldformer 13 mit  der Öffnung 14 ergibt einen sehr flachen Verlauf  der Feldstärke, wie dies der Kurvenverlauf 18 in       Fig.    10 zeigt, dafür aber eine grosse     Eindringtiefe.     



  Der in     Fig.2        dargestellte    Feldformer 8 wird  beispielsweise für     kleine        Leimflächen    benützt, wäh  rend derjenige gemäss     Fig.    4, der eine grosse Tiefen  wirkung besitzt, zur Behandlung senkrechter Leim  fugen dient.  



  Die Vorrichtung     gemäss        Fig.    11 kann beispiels  weise für eine     dielektrische    Erwärmung von Gütern  in automatischen oder     Fliessbandverfahren    verwendet  werden. Sie besitzt einen Mikrowellengenerator 30  mit     anschliessendem    Hohlleiter 31. Der Hohlleiter  31 ist in der Höhe verschiebbar in     Resonanzraum-          begrenzungsteilen    32 angeordnet. Sie wird von seit  lichen     Abschlusswänden    33 und 34, die den Arbeits  raum begrenzen, isoliert.

   An der Wand 33     befindet     sich ein Lagerbock 35 mit einer     Walze    37, während  die     Abschlusswand    34 einen Lagerbock 36 mit einer       Walze    38 aufweist. Über diese     Walzen    läuft ein zu       behandelndes    Gut 40 oder     ein    Förderband, auf  welchem das entsprechende Gut aufgelegt wird.  



  Der Hohlleiter 31     besitzt    ebenfalls einen Strah  lungskopf 4     mit    einem Feldformer 5, der ent  sprechend der vorzunehmenden Behandlung im     Sinne     der vorstehenden Beschreibung ausgewechselt werden  kann.  



  Gegenüber dem Feldformer 5 ist eine verschieb  bare     Kondensatorplatte    39 vorgesehen. Diese     Kon-          densatorplatte    39 kann als     Nachstimmglied    und       Reflektorplatte    für das Mikrowellenfeld im Arbeits  raum verwendet werden. Die     Kondensatorplatte    39  kann, da, wie in     Fig.    2 ersichtlich, ein aus Keramik,  Glasfasern oder ähnlichem bestehender Isolator 44       angebracht    ist, auch     für    das Einspeisen von HF  Energie grösserer     Wellenlänge    in den Arbeitsraum  verwendet werden.

   Zur Energieerzeugung ist ein  entsprechender     Hochfrequenzgenerator    42 für Mittel  und Langwellen vorgesehen.  



  Die     Vorrichtung    gemäss     Fig.    11 arbeitet wie folgt:  Das zu     behandelnde    Gut 40 wird in den Behandlungs  raum zwischen den Hohlleiter 31 und die Konden-         Batorplatte    39 auf den     Walzen    37 und 38 eingescho  ben. Hierauf     wird    der Hohlleiter 31 bezüglich dieses  Gutes 40 in seiner Höhe verstellt, ebenso die     Kon-          densatorplatte    39.

   Nachdem der     Hochfrequenzgene-          rator    30 und allenfalls der Generator 42 in Betrieb  genommen sind, wird der Hohlleiter 31 auf Grund  seiner     teleskopartigen    Bauweise auf den Mikrowellen  generator 30 und das Feld des Generators 42 mittels  der     Kondensatorplatte    39     abgestimmt.    Entsprechend  dem zu     behandelnden    Gut wird ein Feldformer 5  eingesetzt. Auch die     Resonanzraumbegrenzungsteile     32 werden verstellt, bis die optimalen Bedingungen  entsprechend der Behandlung des Gutes 40 erzielt  sind.  



  Hierauf wird das Gut 40 fortlaufend in den  Behandlungsraum geschickt, wo es dem Einfluss der  Mikro- und     längern    Wellenbehandlung ausgesetzt  wird. Auf Grund des erhaltenen Resultates des über  die Walze 38 ausgeschleusten Gutes 40 ist eine  Veränderung des     dielektrischen    Feldes und damit  der Behandlung des Gutes 40 während des Betriebes  möglich. Diese kann insbesondere mittels der Höhen  verstellung des Hohlleiters 31 und Verstellung der  Platte 39 erfolgen, ebenso durch die Veränderung der  Grösse der ausstrahlenden Öffnung im Feldformer 5.  



  Diese Bauweise ermöglicht, sowohl eine Nah  feldeinwirkung durch die gezielte, aus den Feld  formern 5 austretende und teilweise direkt ins Gut 40  übergehende Mikrowellenenergie als auch eine     Fern-          feld'einwirkung    infolge Reflexion der Wellen in einem  einzigen Arbeitsraum zu verwirklichen.  



  Die in     Fig.    11 dargestellte Vorrichtung kann eine  beliebige Breite aufweisen und mit mehreren, aus  verschiedenen     Hochfrequenzgeneratoren    und Hohl  leitern aufgebauten Strahlungsköpfen ausgerüstet sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum dielektrischen Erwärmen von Stoffen, mit mindestens einem Mikrowellengenerator und einem oder mehreren Hohlleitern und Reflek toren, dadurch gekennzeichnet, dass am Hohlleiter (2) Feldstärke- und Eindringtiefe änderbar gestal tende Mittel (5) angeordnet sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel als auswechselbare Feldformer (5) angeordnet sind. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d'ass die Aus strahlungsöffnung des Feldformers (5) veränderbar ist. 3.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine verstellbare Reflektorplatte (6) angeordnet ist. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiter (2) mit einem einteiligen Strahlungskopf (4) versehen ist. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strah lungskopf (4) mehrteilig ist. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiter (2) anpassbar ausgebildet ist. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiter (2) teleskopartig gebaut ist. B.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch Mittel (32) zur Bildung eines Resonanzraumes, zum Zwecke, neben der Nahfeld einwirkung zusätzlich eine Ferufeldeinwirkung im Arbeitsraum zu erzielen. 9. Vorrichtung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch Mittel (30, 31, 39, 42) zur Erzeugung von cm-Wellen und Meter-Wellen im Arbeitsraum. 10. Vorrichtung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch eine abstimmbare Kondensatorplatte (39) für Meter-Wellen im Arbeitsraum. 11. Vorrichtung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch eine Vielzahl hintereinander zur Ein wirkung gelangender Strahlungsköpfe (4). 12.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch eine Vielzahl nebeneinander zur Ein wirkung gelangender Strahlungsköpfe (4). 13. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unter anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzraum veränderbar ist.