DEP0008859DA - Verfahren zur Behandlung von Gütern im elektrischen Hochfrequenzfeld. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Gütern im elektrischen Hochfrequenzfeld. Es ist bekannt, Gegenstände oder lose Mengen von Schüttgut oder Flüssigkeiten im elektrischen Hochfrequenzfeld zu behandeln, insbesondere zu erwärmen. In vielen Fällen kommt es darauf an, in dem Behandlungsgut eine bestimmte oder innerhalb eines verhältnismässig schmalen Bereiches liegende Temperatur zu erzeugen. Beispielsweise muss Milch, um sterilisiert zu werden, auf eine Temperatur von 70° gebracht werden. Beim Überschreiten dieser Temperatur werden die Vitamine zerstört, während bei einer Unterschreitung die Bakterien nicht abgetötet werden. Gewöhnliches Roggenmehl wird durch eine Erhitzung auf 150° C quellfähig; eine nennenswerte Überschreitung dieser Temperatur bewirkt, dass das Mehl geröstet wird und sowohl seine stoffliche Zusammensetzung als auch seinen Geschmack ändert. Die Beobachtung solcher Behandlungsvorschriften wird dadurch erschwert, dass die Form, Menge und Beschaffenheit des Behandlungsgutes häufig wechselt, so dass von Fall zu Fall eine neuerliche Festsetzung der in Wärme umzusetzenden Hochfrequenzenergiemenge vorgenommen werden muss. Die Erfindung verfolgt das Ziel diese den Betrieb hemmenden und verteuernden Ermittlungsarbeiten entbehrlich zu machen.

Zu diesem Zweck erfolgt die Behandlung von Gütern im elektrischen Hochfrequenzfeld gemäss der Erfindung in der Weise, dass der Betrag der in dem Behandlungsgut in Wärme umgesetzten Hochfrequenzenergie in zwangsläufiger Abhängigkeit von der jeweils in diesem herrschenden Temperatur geregelt wird. Bei Anwendung dieses Verfahrens erübrigt es sich, das Behandlungsgut vor Beginn der Behandlung laufend zu untersuchen oder die Beschickung der Behandlungseinrichtung mit bestimmten Mengen des Behandlungsgutes besonders sorgfältig zu überwachen. Trotz- dem ist die Gewähr für einen gleichmässigen Erfolg der Hochfrequenzbehandlung gegeben.

Bei der Ausführung des Erfindungsgedankens kann man die in dem Behandlungsgut oder an dessen Oberfläche oder in dem Behandlungsraum herrschende Temperatur selbst ermitteln und aus ihr eine Regelgrösse ableiten, welche auf den Betrag der dem Behandlungsgut zugeführten Hochfrequenzenergie einwirkt. Zur Verwirklichung dieses Gedankens geeignete Mittel stehen bereits zur Verfügung. Man kann beispielsweise an der Meßstelle ein Thermoelement anordnen, das eine der dort herrschenden Übertemperatur entsprechende Gleichspannung liefert, welche nach hinreichender Verstärkung eine elektrische Regelgrösse abgibt. An der Meßstelle kann aber auch ein temperaturabhängiger Widerstand angeordnet werden, der in einem Zweig einer Brückenschaltung liegt und im Falle eienr Änderung seines Widerstandswertes das Brückengleichgewicht stört und in einer Brückendiagonale eine der Widerstandsänderung entsprechende Spannung auftreten lässt. Ein anderer zum gleichen Ziel führender Weg besteht in der Verwendung eines Kontaktthermometers oder Bimetallkörpers, der einen Regelstromkreis schliesst oder öffnet, sobald an der Messstelle eine bestimmte Temperatur erreicht ist.

Für die Beeinflussung des Betrages der dem Behandlungsgut zugeführten Hochfrequenzenergie bieten sich verschiedene Möglichkeiten, und zwar kann die Energieerzeugung, die Energieübertragung oder die Einwirkungsdauer der Energie geregelt werden. Wenn die Hochfrequenzenergie in einem Röhrengenerator erzeugt wird, kann die Grösse der abgegebenen Hochfrequenzleistung dadurch geregelt werden, dass mittels der Regelgrösse die Vorspannung einer Hilfselektrode, insbesondere des Steuer- oder Bremsgitters, einer Oszillator- oder Verstärkerröhre beeinflusst wird. Die Regelung kann stetig oder sprunghaft vorgenommen werden oder auch in einer mehr oder weniger lang dauernden Ein- und Ausschaltung des Schwingungserzeugers bestehen. Zum Zwecke einer Regelung des auf das Behandlungsgut übertragenen Anteils an der vom Schwingungserzeuger abgegebenen Hochfrequenzleistung können Hochfrequenzwiderstände, welche im Zuge der Energieleitung liegen oder diese überbrücken, ein- und ausgeschaltet bzw. in ihrer Grösse geändert werden. Auch eine mechanische Änderung der induktiven, kapazitiven oder galvanischen Kopplung zwischen dem Schwingungs- erzeuger und dem Behandlungskreis in Abhängigkeit von der Regelgrösse kann zur Änderung der übertragenen Leistung dienen. Eine andere Art der Dosierung der auf das Behandlungsgut einwirkenden Hochfrequenzleistung besteht in der Herstellung eines zwangläufigen Zusammenhanges zwischen der Regelgrösse und der Einwirkungsdauer eines Hochfrequenzfeldes gleichbleibender Stärke auf das Behandlungsgut. Wenn das Behandlungsgut in Gestalt von Schüttgut mittels eines Förderbandes oder einer Förderschnecke stetig durch den Feldraum hindurchgeschleust wird, kann man die Regelgrösse auf die Fördergeschwindigkeit einwirken lassen, indem die Drehzahl des Antriebsmotors für die Fördereinrichtung geändert wird. Bei ruhendem Behandlungsgut kann die in der Zeiteinheit in Wärme umgesetzte Hochfrequenzenergie durch periodisches, mehr oder weniger lang dauerndes oder mehr oder weniger häufiges Unterbrechen der Energieübertragung gesteuert werden. Hierzu eignet sich beispielsweise eine Kippschaltung bekannter Art, in welcher die Aufladegeschwindigkeit eines Speichers, insbesondere eines Kondensators, durch die Regelgrösse beeinflusst wird. Welchem der erwähnten Regelverfahren man den Vorzug gibt, hängt von den jeweiligen Verhältnissen ab, z. B. von der Art des Behandlungsgutes, der Regelfähigkeit des Schwingungserzeugers, der Rücksichtnahme auf gleichmässige Belastung des Schwingungserzeugers oder auf sparsamsten Leistungsverbrauch.

Statt der Temperatur selbst können auch von der Temperatur abhängige Zustandsgrössen des Behandlungsgutes zur Gewinnung einer Regelgrösse herangezogen werden. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn eine geringe und deshalb schwer messbare Temperaturänderung eine verhältnismässig grössere und insbesondere leichter zu messende Änderung der betreffenden Zustandsgrösse hervorruft. Zustandsgrössen dieser Art sind vorzugsweise elektrische Eigenschaften des Behandlungsgutes, wie die Dielektrizitätskonstante und das elektrische Leitvermögen, welche eine starke Temperaturabhängigkeit aufweisen. Die Gewinnung einer elektrischen Regelgrösse kann beispielsweise derart erfolgen, dass die zwischen zwei in einem Abstand voneinander in das Behandlungsgut eintauchenden Sonden auftretende Hochfrequenzspannung gleichgerichtet wird und diese Gleichspannung - gegebenenfalls nach vorhergehender oder anschliessender Verstärkung - als Regelspannung verwendet wird. Wenn das spezifische Leitvermögen des Behandlungsgutes mit der Temperatur zunimmt, kann z. B. das Absinken der zwischen den Sonden auftretenden Spannung unter einen Sollwert zur Auslösung eines Regel- oder Abschaltvorganges verwertet werden. Lässt man in das Behandlungsgut zwei flächenförmige Sonden eintauchen, deren Zwischenraum mit dem Behandlungsgut ausgefüllt ist, so hängt die wirksame Kapazität zwischen den beiden Sonden von der Dielektrizitätskonstante des Behandlungsgutes ab. Wenn man also diesen Kondensator in einen Zweig einer an sich bekannten Brückenmessanordnung einschaltet, die beispielsweise für den der Solltemperatur zugeordneten Wert der Dielektrizitätskonstante abgeglichen ist, so ruft jede Abweichung der Temperatur von dem Sollwert in der einen Brückendiagonale eine Spannung hervor, welche unmittelbar oder nach Gleichrichtung bzw. Verstärkung als Regelgrösse dienen kann. Sonden können unter Umständen entbehrt werden, wenn man die zwischen den das Behandlungsfeld erzeugenden Elektroden auftretenden Werte der Kapazität und Leitfähigkeit des Behandlungsgutes misst.

Die Regelwirkung kann so eingerichtet werden, dass in dem Behandlungsgut eine vorgeschriebene Temperatur eingehalten wird. Es ist aber auch möglich, auf diesem Wege einen bestimmten zeitlichen Temperaturverlauf zu erzwingen, indem beispielsweise die dem Behandlungsgut zugeführte Hochfrequenzleistung nach dem Erreichen eines Bestimmten Temperaturwertes gedrosselt oder abgeschaltet wird.

Claims (6)

1) Verfahren zur Behandlung von Gütern im elektrischen Hochfrequenzfeld, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der in dem Behandlungsgut in Wärme umgesetzten Hochfrequenzenergie in zwangsläufiger Abhängigkeit von der jeweils in diesem herrschenden Temperatur geregelt wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung im Sinne der Einhaltung einer bestimmten Temperatur vorgenommen wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Mass für die Temperatur des Behandlungsgutes der Betrag einer mit der Temperatur veränderlichen elektrischen Grösse des Behandlungsgutes, insbesondere der Dielektrizitätskonstante oder der elektrischen Leitfähigkeit desselben, ausgewertet wird.

4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Betrag der der Behandlungseinrichtung zugeführten Hochfrequenzenergie geregelt wird.

5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung zwischen dem Hochfrequenzgenerator und der das Behandlungsfeld erzeugenden Einrichtung geändert wird.

6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlaufgeschwindigkeit des Behandlungsgutes durch das Hochfrequenzfeld geregelt wird.