PL82914B1 - - Google Patents

Description

Urzadzenie do regulacji poziomu energii mikrofalowej przekazywanej z rezonatora wnekowego do tasm lub arkuszy dielektrycznych poddawanych obróbce Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do re¬ gulacji poziomu energii mikrofalowej przekazywa¬ nej z rezonatora wnekowego do tasm lub arkuszy dielektrycznych poddawanych obróbce. Arkusze te przemieszczane sa w sposób ciagly prostopadle do kierunku propagacji fal w rezonatorze wnekowym, w którym wzbudzane jest, przez magnetron, pole elektromagnetyczne.W znanych technikach ogrzewania, za pomoca energii mikrofalowej, stosuje sie piece do obróbki materialów iw postaci arkuszy, tasm klejowych, filmów kinematograficznych itp. Znane piece mi¬ krofalowe sa wykonane jako falowody prostokatne posiadajace wzdluzna szczeline, przy czyim /w falo¬ wodzie jest wzbudzane pole elektromagmetyiczne rodzaju TEoi przez malgnetron umieszczony na jed¬ nym z jego konców, a arkusz lufo tasma podda¬ wana obróbce jest przesuwana poprzecznie w sto¬ sunku do szczeliny, a wiec i do kierunku propa¬ gacji fal wewnatrz rezonatora wnekowego. W tych piecach, tlumienie energii nie przebiega liniowo w stosunku do materialu poddawanego obróbce, po¬ niewaz kierunek propagacji fal jest prostopadly do osi przesuwanego materialu.INie sltanowi ito jednak zbyt powaznej niedogod¬ nosci w przypadku gdy ^ej^ergia przekazywana do tasm lub arkuszy poddawanych obróbce roie jest znaczna, lub gdy arkusz lub tasma nie sa szerokie, jak to ma miejsce w przypadku (filmu kinemato¬ graficznego. Niedogodnosc /ta uniemozliwia jednak 10 15 20 25 30 obróbke tasm lub arkuszy szerokich, na przyklad o szerokosci kilku meltrów, jak równiez arkuszy o grubosci kilku milimetrów, lub arkuszy o duzyim wspólczynniku afosortocji, poniewaz wówczas tylko czesc arkusza jest ogrzewana.W celu wyeliminowania powyzszych niedogodno¬ sci proponowano rozwiazanie konstrukcyjne pie¬ ców, w których rezonator wnekowy zawiera spe¬ cjalne spiralne wyciecia. Dotychczas jednak nie uzyskano w tego rodzaju piecach równomiernego grzania.Celem wynalazku jest rozwiazanie powyzszego zagadnienia (technicznego w sposób prosty, umoz¬ liwiajacy obróbke arkuszy lufo tasm bardzo sze¬ rokich, przesuwanych w sposób ciagly.Urzadzenie do regulacji poziomu energii mikro¬ falowej przekazywanej z rezonatora wnekowego do tasim lub arkuszy materialu (dielektrycznego poddawanego obróbce, przesuwanych w sposób cia¬ gly, prostopadle do kierunku propagacji fali w re¬ zonatorze wnekowym, w którym umieszczona jest antena zasilana przez magnetron* oraz elementy dopasowujace, wedlug wynalazku, polega na tym, ze rezonator wnekowy posiada w jednej ze scia¬ nek co najmniej jedna szczeline promieniujaca, nad która przesuwany jesit arkusz dufo tasma ma¬ terialu poddawanego obróbce. Szerokosc tej szcze¬ liny rosnie wzidluz osi propagacji fali. Dlugosc szczeliny jest równa szerokosci tasmy lufo arkusza materialu poddawanego obróbce. 8291482914 10 25 30 Szczelina promieniujaca, której szerokosc rosnie wzdluz osi propagacji fali, przeciwdziala ujemne¬ mu (wplywowi wzrostu tlumienia energii mikrofa- lowej w kierunku propagacji fali w rezonatorze wnekowym.Ksztalt szczeliny promieniujacej moze byc róz¬ ny. Wedlug drugiego wariantu rozwiazania, w sciance rezonatora wnekowego znajduje sie zesitaw szczelin wzdluznych, przy czyim ich ilosc i odstep, miedzy sasiednimi szczelinami wzrastaja w kie¬ runku propagacji fal.W kolejnym (rozwiazaniu, scianka rezonatora wnekowego posiada poprzeczne szczeliny promie¬ niujace, ikltóre w miare przesuwania sie wzdluz kierunku propagacji fali, sa polozone coraz blizej 15 krawedzi rezonatora wnekowego. Odleglosc miedzy dworna sasiednimi szczelinami jest równa polowie dfu&osci fefli w^Tetwiatotrize wnekowym.-W KOilPjnyTTi ;JgEyiq'7-nniii, scianka rezonatora wnekowego posiada co najmniej jedna szczeline 20 wzdluzna oraz zespól szczelin poprzecznych. Szcze¬ liny .poprzeczne rozlozone sa rozbieznie w kierunku propagacji fal.W rezonatorze wnekowym znajduje sie dodatko¬ wa (plytka koncentraujaca pole elektromagnetycz¬ ne. Plyttka ta umieszczona jest pod wzdluzna szcze¬ lina promieniujaca.Rezonator wnejkowy zawdera ponadto perforowa¬ na przeslone umieszczona nad szczelina promieniu¬ jaca. Przeslona /ta polaczona jest z elementem na- stawczym (umozliwiajacym przemieszczanie perfora¬ cji przeslony wzgledem szczelin rezonatora wne¬ kowego.Pirzedmiot wynalazku jest objasniony w przykla¬ dzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój urzadzenia do obróbki wedlug wynadaAu w rzucie aksonometrycznym, fig. 2 — szczeline promieniujaca urzadzenia z tfig. 1, fig. 3 do 5 przedstawiaja inne przyklady wykonania szczelin promieniujacych, fig. 6 — przekrój urza¬ dzenia w rzucie aksonometrycznym odpowiadaja¬ cego przykladowi z fig. 5, fig. 7 — rozbudowane urzadzenie wedlug wynalazku, w przekroju, a fig. 8 — schemat ukladu do dodatkowej regulacji.Urzadzenie do obróbki tasm materialu dielek¬ trycznego zawiera falowód, w którym wzbudzane jest pole TE01, zwany w dalszej czejsci opisu rezo¬ natorem wnekowym.W rezonatorze wnekowym 1 jest umieszczona antena 2 zasilana z generatora wielkiej czestotli¬ wosci 3, na przyklad magnetronu, który z kolei jest zasilany energia elektryczna ze zródla 4. Po¬ miedzy antena 2 i rezonatorem wnekowym umiesz¬ czone sa elementy dopasowujace, na przyklad utworzone z jednej lub kilku przeslon wykona- K nych z 'tworzywa politetradBluoroetylowego 5. W drugim koncu rezonatora wnekowego znajduje sie pomocnicze obciazenie 6, którego zadaniem jest aibsorbeja energii nie przekazanej do materialu poddawanego obróbce, bedacego plyta lub arku¬ szem 7 przesuwanym w sposób ciagly, zgodnie ze strzalka ilf za pomoca urzadzenia napedowego 8, które posiada zespól walków lub tasm, ewentual¬ nie innego mechanizmu przenosnikowego.Energia elektromagnetyczna wypromieniowana 50 60 przez antene 2 jest przekazywana do arkusza 7 poprzez jedna ze scian rezonatora wnekowego 1, w przykladzie przedstawionym na fig. 1 poprzez scianke górna, w której wykonana jest szczelina 9.Szczelina 9 moze miec rózny ksztalt. W rezona¬ torze wnejkowym o przekroju prostokatnym, z po¬ lem rodzaju TE01, tlumienie energii przekazywanej .poprzez szczeline wadlunna «do materialu nie zmie¬ nia sie liniowo, poniewaz kierunek propagacji fal jest prostopadly do kierunku przesuwu materialu, to znaczy przesuwu arkusza 7.* W celu wyelimi¬ nowania wplywu tej niedogodnosci, w wykonaniu przedstawionym na fig. 2 szczelina 9, o dlugosci równej szerokosci arkusza, ma szerokosc wzrasta¬ jaca zgodnie z kierunkiem propagacji fal w rezo¬ natorze wnekowym 1, to znaczy zgodnie z kierun¬ kiem strzalki f2.Tlumienie energii rosnie wy3Hkladniczo zgodnie z kierunkiem propagacji fal w falowodzie. Szerokosc szczeliny 9 rosnie tak, aby przy obróbce arkusza 7, o stalej grubosci z materialu o znanym wspól¬ czynniku absorbeji, energia (przekazywana do tego materialu byla stala na calej szerokosci arkusza 7.Szczelina 9 nie musi byc ciagla szczelina jak w przykladzie wykonania przedstawionym na fig. 2.W innym wykonaniu, przedstawionym na fig. 3 w sciance rezonatora wnejkowego 1 znajduje sie ze¬ staw szczelin wzdluznych 9a przebiegajacych rów¬ nolegle obok siebie. Ich ilosc i odstep miedzy nimi rosnie w kierunku propagacji fali.Kolejny przyklad wykonania przedstawiono na fig. 4. Scianka rezonatora wnekowego 1 posiada oprócz szczelin wzdluznych 9a, równiez poprzeczne szczeliny promieniujace $b, które w miare odda¬ lania sie od anteny 2 wzdluz kierunku propagacji fali, sa polozone coraz blizej krawedzi rezonatora wnekowego. Odleglosc miedzy dwoma sasiednimi szczelinami 9b poprzecznymi jest równa polowie dlugosci fali Xg w rezonatorze wnekowym.Szczeliny promieniujace 9b sa szczelinami pro¬ stopadlymi w stosunku do szczelin promieniuja¬ cych wzdluznych 9a. Poniewaz pole magnetyczne ma wartosc maksymalna na brzegach rezonatora wnejkowego 1, to w przypadku gdy szczeliny 9b tworza uklad rozbiezny szczelin, .jak przedstawio¬ no na fig. 4, wzrost tlumienia energii mikrofalo¬ wej kompensowany jest wzdluz osi propagacji fali, co przyczynia sie do wyrównania poziomu energii lmikrofaiowej na calej szerokosci przesuwanego ar¬ kusza 7.Na fig. 5 i 6 przedstawiono inny przyklad wy¬ konania, w którym rezonator wnejkowy 1 posiada szczeline rozszerzajaca sie 9, podobnie jak w przy¬ kladne wykonania przedstawionym na fig. 2 i po¬ przeczne szczeliny promieniujace 9b. Ponadto, w tym przykladzie wykonania, w rezonatorze wne¬ kowym 1 umieszczono plyte 10 o pochylej górnej krawedzi, usytuowana naprzeciw szczeliny 9, przy czym nachylenie górnej krawedzi lOa jest skiero¬ wane do anteny 2.Ponadto wysokosc zamocowania plytki 10 moze byc regulowana za pomoca elementu regulacyjne¬ go 11, co pozwala wraz ze wzrostem tlumienia pola koncentrowac to pole w szczelinie 9, w wy¬ niku czego cala energia promieniowana przez an-82914 5 6 tene 2 jest absorbowana przez arkusz 7 w takim stopniu jak tyflko jest to praktycznie mozliwe..Jesli urzadzenie ma byc wykorzystywane do stopniowej obróbki arkusza 7 o roznej^ dlugosci i/lub róznym wspólczynniku absorbcjd, to jak po¬ kazuje fig. 7 korzystnymi jest zastosowanie nad scianka rezonatora wnekowego 1, w której sa szczeliny 9 lub 9a, lub 9b przeslony perforowanej 12, z otworami 9a* i 9bi. Przeslona umieszczona jest nad zestawem szczelin 9a i 9b.Przeslona 12 polaczona jest ze sruba nastawcza lub innym podobnym urzadzeniem 13 pozwalaja¬ cym przesuwac przeslone 12 w taki sposób, ze otwory 9at i 9bi pokrywaja sie calkowicie ze szcze¬ linami 9a i 9b i sa wzglejdem nich mniej lub bar¬ dziej przesuniete, co umozliwia regulacje ilosci energii przekazywanej do arkusza 7.W rozwiazaniu tym zastosowano takze juz opi¬ sana i przedstawiona na fig. 5 i 6 plytke 10 kon¬ centrujaica pole magnetyczne.Mozliwe jest takze rozwiazanie, w którymi plytka 10 z metalu jest polaczona z plytka 14 z maiteriahr nietlulmiacego energie mikrofalowa, na przyklad z politetraJfluoretyllenu, w celu dopasowania impe- dancji rezonatora wekowego w czasie regulacji koncentracji pola magnetycznego w rezonatorze, a tym samym koncentracji pola elektrycznego prze¬ kazywanego do materialu absorbujacego w postaci arkusza 7.Urzadzenie przedstawione na fig. 7 jak równiez i urzadzenie z fig. 5 i-6 sa szczególnie przydatne do obróbki materialu o wysokim wspólczynniku absorbcji.Fig. 8 przedstawia uklad dodatkowej ¦ regulacji, skladajacy sie, miedzy innymi, z detektora 15 umieszczonego w rezonatorze 1, na przyklad neo¬ nówki, reagujacego na dzialanie pola elektromagne¬ tycznego (w tym przypadku neonówka jarzy sie).Ponadto uklad ten posiada czujnik 16, umieszczony naprzeciw neonówki. Wyjscie czujnik 16 polaczone jest ze wzmacniaczem 17, którego sygnal wyjscio¬ wy wykorzystywany jest do sterowania zespolem 18 zasilajacym magnetron 3. Na przyklad sygnal wyjsciowy wzmacniacza 17 moze sterowac serwo- motorem 19, regulujac w ten sposób napiecie wej¬ sciowe autotransformatora 20, którego uzwojenie wtórne polaczone jest bezposrednio z magnetro^ nem 3.W rezonatorze wnekowym 1 moze byc umiesz¬ czone dodatkowe obciazenie 6 bedace elementem zabezpieczajacym, pozwalajacym podczas krótkich chwil, absorbowac nadwyzke energii wytworzonej przez magnetron 3.Jesli energia nie zaabsorbowana przez arkusz 7 spowodujje zapalenie sie neonówki 15, to wówczas jej jarzenie sie jest wykrywane przez czujnik 16, [którego prad, po wzmocnieniu, obniza napiecie za¬ silania magnetronu 3.Mozliwe jest zastosowanie jako detektora, czuj¬ nika termoelektrycznego, umieszczonego w dodat¬ kowym obciazeniu 6. Czuijnik ten reaguje na kaz¬ dy wzrost temperatury obciazenia, a wiec (istnienie nadmiaru energii dostarczanej przez magnetron 3.Mozliwe jest takze zastosowanie elementu ferryto¬ wego, który nasycany jest polem elektromagne¬ tycznym.Poprzez okreslenie stopnia nasycenia mozliwe jest odpowiednie oddzialywanie na zasilanie mag- netronu.Prad wyjsciowy czujnika termoelektrycznego po wzmocnieniu we wzmacniaczu 17 steruje silnikiem ukladu automatycznego sterowania 19, lub innym elementem regulujacym napiecie zasilania magne- tronu 3.W przytpadku, gdy nie cala moc wytwarzana przez magnetron jest absorbowana iw rezonatorze, wówczas nadmiar energii moze byc przeslany do innego lub kilku innych analogicznych rezonato¬ rów wnekowych. PL PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do reguftacji poziomu energii mi¬ krofalowej przekazywanej z rezonatora wnekowego do tasm lub arkuszy materialu dielektrycznego poddawanego obróbce, przesuwanych w sposób cia¬ gly prostopadle do kierunku propagacji fali w rezonatorze wnekowym, w którym umieszczona jest 5 antena zasilana przez magnetron oraz elementy dopasowujace, znamienne tym, ze rezonator wneko¬ wy (1) posiada w jednej ze scianek co najmniej jedna wzdluzna szczeline promieniujaca (9), nad która przesuwany jest arkusz lub tasma (7) ma- 30 terialu poddawanego obróbce.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze szczelina (9) ma dlugosc równa szerokosci tas¬ my lub arkusza (7) materialu poddawanego obrób¬ ce. 30

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze rezonator wnekowy (1) posiada w jednej ze scianek wzdluzna szczeline promieniujaca (9), któ¬ rej szerokosc zwieksza sie w celu przeciwdzialania nierównomiernemu przekazywaniu energii makro- 40 falowej do materialu dielektrycznego poddanego obróbce, a wynikajacemu ze zmniejszania sie po¬ ziomu energii mikrofalowej w kierunku propaga¬ cji fali w rezonatorze wnekowym (1)

4. Urzadzenie do regulacji poziomu energii mi- 45 krofalowej przekazywanej z rezonatora wnejkowe- go do tasm lub arkuszy materialu dielektrycznego poddawanego obróbce, przesuwanych w sposób cia¬ gly prostopadle do kierunku propagacji fali w rezonatorze wnekowym, w którym umieszczona 50 jest antena zasilana przez magnetron oraz elemen¬ ty dopasowujace, znamienne tym, ze w sciance re¬ zonatora wnekowego <1) znajduje sie zestaw szcze¬ lin wzdluznych (9a), przy czym ich ilosc wzrasta w miare oddalenia sie od anteny (Z) w kierunku 55 propagacji fali (fj).

5. Urzadzenie do regulacji poziomu energii mi¬ krofalowej przekazywanej z rezonatora wnekowe¬ go do tasm lub arkuszy materialu dielektryczne¬ go poddawanego obróbce, przesuwanych w sposób 60 ciagly prostopadle do kierunku propagacji fali w rezonatorze wnekowym, w którym umieszczona jest antena zasilana przez magnetron oraz ele¬ menty dopasowujace, znamienne tym, ze 'w sciance rezonatora wnekowego (1) znajduja sie poprzeczne 65 szczeliny promieniujace (9b), które w miare odda- 10 15 20/ 25 30 35 40 45 50 55 607 82914 8 lania sie od anteny (2) wzdluz kierunku propagacji fali (f2), sa polozone coraz blizej krawedzi rezo¬ natora wnekowego (1), przy czym odleglosc miedzy dwoma sasiednimi szczelinami jest równa polo¬ wie dlugosci fali Xg w rezonatorze wnekowym (1).

6. Urzadzenie do regulacji poziomu eneirgii mi¬ krofalowej przekazywanej z rezonatora wnekowego do tasm lub arkuszy materialu dielektrycznego poddawanego obróbce, przesuwanych w sposób cia¬ gly prostopadle do kierunku propagacji fali w re¬ zonatorze wnekowym, w którym umieszczona jest antena zasilana przez magnetroin oraz elementy dopasowujace, znamienne tym, ze w sciance rezo¬ natora wnejkowego (1) znajduje sie ico najmniej je¬ dna szczelina wzdluzna (9) oraz szczeliny poprze¬ czne (9b) rozlozone rozbieznie w kierunku propa¬ gacji fali (f2).

7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6, znamienne tym, ze w rezonatorze wneko¬ wym (1) znajduje sie dodatkowa plytka (10) kon¬ centrujaca pole elektromagnetyczne, przy czym plyitka (10) umieszczona jest pod wzdluzna szcze¬ lina (9). 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, zaiamienne tym, ze rezonator wnekowy (1) zawiera perforowana przeslone (12) umieszczona mad szczelina (9) rezo¬ natora (wnejkowego (1), przy czyim przeslona (12) polaczona jest z elementem mastawczym (13) umo¬ zliwiajacym przemieszczianie sie perforacji prze¬ slony wzgledem szczelin rezonatora wnejkowego. 1082914 Fie.l.82914 H e.2. Ha.4 n t* 7\ 9e^A~^l ±. tfj ? Fi a.3. Fia.5. H 6.

8. « Tfl 4t '? ¦{ OL T*m RS zjt mJJlU TTTT -£<7 r 18 Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, zam. 893/76 Cena 10 zl PL PL