DE1291429B

DE1291429B - Vorrichtung zum dielektrischen Erwaermen von Stoffen

Info

Publication number: DE1291429B
Application number: DEP28474A
Authority: DE
Inventors: Mueller Paul
Original assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Current assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Priority date: 1961-12-05
Filing date: 1961-12-22
Publication date: 1969-03-27
Also published as: CH390409A; NL286267A; DE1847495U

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dielektrischen Erwärmen von Stoffen mit mindestens einem Mikrowellengenerator und einem oder mehreren Hohlleitern und Reflektoren. -Es sind Vorrichtungen zum dielektrischen Erwärmen von Stoffen bekannt. Diese weisen jedoch im allgemeinen den Nachteil auf, daß deren Arbeitsraum 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 Schaffung einer Vorrichtung, welche mühelos und m kurzer Zeit dem- zu behandelnden Gut angepaßt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß am Hohlleiter ein oder mehrere gegebenenfalls austauschbare Feldformer mit veränderbaren Ausstrahlungsöffnungen zur Änderung der Feldstärke und Eindringtiefe angeordnet sind.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden anschließend an Hand von Figuren erläutert. Es zeigt F i g.1 einen Schnitt in schematischer Darstellung durch eine Vorrichtung zum dielektrischen Erwärmen von Stoffen mit zwei Hochfrequenzgeneratoren und auswechselbaren Feldformern, F i g. 2 bis 4 Ansichten verschiedener Feldformer in Aufsicht; schematisch dargestellt, F i g. 5 bis 7 Schnitte durch die Feldformer gemäß den F i g. 2 bis 4 entsprechend den Schnittlinien A-A, B-B und C-C, -F i g. 8 bis 10 die.durch - die Feldformer gemäß den F i g. 2 bis 4 Feldstärken in Funktion der Breite der öffnungen der Feldformer, F i g.11 eine Vorrichtung für dielektrisches Erwärmen im Automaten oder Fließband im Längsschnitt in schematischer Darstellung.
Die in F i g.1 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 Reflektorplatten 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 Mikrowellengenerator abzustimmen und damit im - Hochfrequenzraum eine fortschreitende Welle zu erzeugen. Die Reflektorplatte 6 dient ebenfalls der Beeinflussung des Mikrowellenfeldes im Gut 7. Der Strahlungskopf 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 F i g. 2 bis 4 gewählt werden. Jeder dieser Feldformer erzeugt ein ganz spezifisches Feld bzw. eine entsprechende Feldstärke und zugehörige Eindringtiefe, wie dies aus den F i g. 8 bis 10 ersichtlich ist.
Die in F i g.1 dargestellte Vorrichtung eignet sich beispielsweise für Holzverleimungen oder für Buchbindeautomaten. Um die Anlage in Betrieb zu nehmen, wird diese entsprechend dem- Gut mit Hilfe der Stützen 3 in die richtige Höhenlage gebracht: Hierauf werden die Generatoren 1 in Betrieb genommen und die Hohlleiter 2 mit Hilfe der teleskopartigen Verschiebemöglichkeit abgestimmt. Entsprechend dem zu behandelnden Gut setzt man in den Strahlungskopf 4 einen Feldformer ein, der beispielsweise eine der Formen gemäß den F i g. 2 bis 4 aufweisen kann.
Der in F i g. 2 dargestellte, mit einem Schlitz 9 versehene Feldformer 8, der mit zwei breiteren, durch den Schlitz 9 verbundene Seitenöffnungen versehen ist, ergibt im Bereich des Schlitzes 9 eine große Feldstärke E über der Schlitzlänge L mit entsprechend kleiner Eindringtiefe in das Gut 7 gemäß der Kurve 16 (F i g. 8). Die Seitenöffnungen 10 dagegen ergeben eine Feldstärkeverteilung entsprechend der Kurve 15.
Der Feldformer 11 nach F i g. 3, dessen Energie-Ausstrahlungsöffnung 12 rechteckförmig ist, zeigt das in F i g. 9 dargestellte Bild der Feldstärke. Die Kurve 17 ist die Kurve normalerweise verwendeter Feldformer. . . ..-Der in F i g. 4 ersichtliche Feldformer 13 mit der Öffnung 14 ergibt einen sehr flachen Verlauf der Feldstärke, wie dies, der Kurvenverlauf 18 in F i g.10 zeigt, dafür aber eine große Eindringtiefe.
Der in F i g. 2 dargestellte Feldformer 8 wird beispielsweise für kleine Leimflächen benutzt, während derjenige gemäß F i g. 4, der eine große Tiefenwirkung besitzt, zur Behandlung senkrechter Leimfugen dient. - -Die Vorrichtung gemäß F i g.11 kann beispielsweise 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 Resonanzraumbegrenzungsteilen 32 angeordnet. Sie wird von seitlichen Abschlußwänden 33 und 34, die den Arbeitsraum 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 Strahlungskopf 4 mit einem Feldformer 5, der entsprechend der vorzunehmenden Behandlung im Sinne der vorstehenden Beschreibung -ausgewechselt werden kann.
Gegenüber dem Feldformer 5 ist eine in einer Isoliermuffe 41 verschiebbare Kondensatorplatte 39 vorgesehen. Diese Kondensatorplatte 39 kann als Nachstimmglied und Reflektorplatte für das Mikrowellenfeld im Arbeitsraum verwendet werden. Da die Kondensatorplatte 39, wie in F i g.11 ersichtlich, durch die Isoliermuffe 41 von der Begrenzung des Resonanzraumes elektrisch isoliert ist, kann sie 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 F i g.11 arbeitet wie folgt: Das zu behandelnde Gut 40 wird in den Behandlungsraum zwischen den Hohlleiter 31 und die Kondensatorplatte 39 auf den Walzen 37 und 38 eingeschoben. Hierauf wird der Hohlleiter 31 bezüglich dieses Gutes 40 in seiner Höhe verstellt, ebenso die Kondensatorplatte 39. Nachdem der Hochfrequenzgenerator 30 und allenfalls der Generator 42 in Betrieb genommen sind, wird der Hohlleiter 31 auf Grund seiner teleskopartigen Bauweise auf den Mikrowellengenerator 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 längeren 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 Höhenverstellung 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 Nahfeldeinwirkung durch die gezielte, aus den Feldformern 5 austretende und teilweise direkt ins Gut 40 übergehende Mikrowellenenergie als auch eine Fernfeldeinwirkung infolge Reflexion der Wellen in einem einzigen Arbeitsraum zu verwirklichen.
Die in F i g.11 dargestellte Vorrichtung kann eine beliebige Breite aufweisen und mit mehreren aus verschiedenen Hochfrequenzgeneratoren und Hohlleitern aufgebauten Strahlungsköpfen ausgerüstet sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum dielektrischen Erwärmen von Stoffen mit mindestens einem Mikrowellen- 40 generator und einem oder mehreren Hohlleitern und Reflektoren, dadurch gekennzeichnet, daß am Hohlleiter (2) ein oder mehrere gegebenenfalls austauschbare Feldformer (5) mit veränderbaren Ausstrahlungsöffnungen zur Änderung der Feldstärke und Eindringtiefe angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter (2) mit einem einteiligen Strahlungskopf (4) versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungskopf (4) mehrteilig ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter (2) anpaßbar ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter (2) teleskopartig gebaut ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Resonanzraumbegrenzungsteile (32) zur Bildung eines Resonanzraumes zum Zweck, neben der Nahfeldeinwirkung zusätzlich eine Fernfeldeinwirkung im Arbeitsraum zu erzielen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anordnung (30, 31, 39, 42) zur Erzeugung von Zentimeterwellen und Meterwellen im Arbeitsraum. B.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine veränderbare Kondensatorplatte (39) zum Abstimmen der Wellen im Arbeitsraum.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl hintereinander zur Einwirkung gelangender Strahlungsköpfe (4).
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl nebeneinander zur Einwirkung gelangender Strahlungsköpfe (4).
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonanzraum veränderbar ist.