RU68831U1 - Устройство для термообработки листовых диэлектрических материалов - Google Patents
Устройство для термообработки листовых диэлектрических материаловInfo
- Publication number
- RU68831U1 RU68831U1 RU2007121551/22U RU2007121551U RU68831U1 RU 68831 U1 RU68831 U1 RU 68831U1 RU 2007121551/22 U RU2007121551/22 U RU 2007121551/22U RU 2007121551 U RU2007121551 U RU 2007121551U RU 68831 U1 RU68831 U1 RU 68831U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dielectric materials
- pins
- sheet dielectric
- microwave
- heat treatment
- Prior art date
Links
Landscapes
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к СВЧ устройствам для тепловой обработки листовых диэлектрических материалов и может быть использована в электронной, текстильной и других отраслях промышленности. Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является обеспечение равномерного нагрева листовых диэлектрических материалах. Поставленная техническая задача решается тем, что в устройстве для термообработки листовых диэлектрических материалов, содержащее соединенную с источником СВЧ энергии и защитным устройством для поглощения избыточной энергии периодическую замедляющую систему, состоящую из штырей, связок и пластин, согласно предложенной полезной модели, штыри размещены в направлении распространения энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот неравномерно, при этом расстояние между штырями изменяется по экспоненциальному закону. Периодическая замедляющая система размещена перпендикулярно направлению движения обрабатываемого диэлектрического материала. Техническим результатом, достигаемым при осуществлении всей совокупности заявляемых существенных признаков, является формирование равномерного распределения температурного поля в нагреваемых листовых диэлектрических материалах, за счет чего обеспечивается равномерный нагрев обрабатываемого материала. Применение предложенного устройства позволяет добиться высокой степени равномерности нагрева по объему и по площади при проведении процессов термообработки листовых диэлектрических материалов с различными электрофизическими параметрами, от которой в значительной мере зависят эксплуатационные характеристики получаемых изделий.
Description
Полезная модель относится к СВЧ устройствам для тепловой обработки листовых диэлектрических материалов и может быть использована в электронной, текстильной и других отраслях промышленности.
Использование электромагнитного поля сверхвысоких частот для целей термообработки диэлектрических материалов позволяет осуществить интенсивные, безотходные, энергосберегающие и экологически чистые технологии.
Известно СВЧ устройство нагрева диэлектрических материалов, содержащее источник СВЧ энергии и камеру нагрева с периодической замедляющей системой, состоящей из штырей, связок, короткозамкнутых пластин. (Патент США №3814983, МКИ G21К 5/10, Н01J 37/32, опубл. 04.061974 г.)
Наиболее близким является СВЧ устройство нагрева диэлектрических материалов, содержащее источник СВЧ энергии и камеру нагрева с периодической замедляющей системой, состоящей из штырей, связок и пластин, расположенной под нагреваемым материалом и периодической замедляющей системой, расположенной над нагреваемым материалом, причем замедляющие системы отстоят друг от друга на расстояние, не кратное половине длины волны в свободном пространстве, и смещены относительно друг друга вдоль оси на четверть продольного периода. (А.С. СССР №750760, МКИ 3 Н05В 9/06, опубл. 23.07.1980 г.)
Недостатком известных конструкций является неравномерный нагрев обрабатываемого материала.
В известных устройствах периодические замедляющие системы размещены вдоль направления движения обрабатываемого диэлектрического материала и имеют постоянный период замедляющей системы. При постоянном периоде замедляющей системы, распределение температурного поля в материале подчиняется экспоненциальному закону. В связи с этим энергия распределяется неравномерно и происходит неравномерный нагрев обрабатываемого материала, что приводит к браку.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является обеспечение равномерного нагрева листовых диэлектрических материалах.
Поставленная техническая задача решается тем, что в устройстве для термообработки листовых диэлектрических материалов, содержащее соединенную с источником СВЧ энергии и защитным устройством для поглощения избыточной энергии периодическую замедляющую систему, состоящую из штырей, связок и пластин, согласно предложенной полезной модели, штыри размещены в направлении распространения энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот неравномерно, при этом расстояние между штырями изменяется экспоненциально и определяется из соотношения
Причем периодическая замедляющая система размещена перпендикулярно направлению движения обрабатываемого диэлектрического материала.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении всей совокупности заявляемых существенных признаков, является формирование равномерного распределения температурного поля в нагреваемых листовых диэлектрических материалах, за счет чего обеспечивается равномерный нагрев обрабатываемого материала.
Сущность заявляемого технического решения поясняется рисунками, где
на фиг.1 представлен общий внешний вид устройства
на фиг.2 представлена конструкция устройства, где а) вид спереди, б) сбоку;
на фиг.3 представлена зависимость изменения расстояния между штырями (периода замедляющей системы L=f(z)) в направлении распространения энергии электромагнитного поля для удовлетворения условию постоянной температуры в обрабатываемом диэлектрическом материале;
на фиг.4. представлены теоретические и экспериментальные характеристики распределения температурного поля в листовом материале, при изменении периода замедляющей системы с L(0)=7,5 мм до L(l)=18 мм на длине l=500 мм.
Устройство для термообработки листовых диэлектрических материалов (фиг.1) включает источник 1 СВЧ энергии, периодическую замедляющую систему 2, защитное устройство 3 для поглощения избыточной энергии, например водяная нагрузка. Периодическая замедляющая система 3 соединена с источником 1 СВЧ энергии и защитным устройством 3 для поглощения избыточной энергии через коаксиальные переходы 4 и 5 соответственно, образуя секцию.
В устройстве периодическая замедляющая система 2 размещена поперек (перпендикулярно) направления движения диэлектрического материала 6. За счет этого энергия электромагнитного поля в устройстве распространяется перпендикулярно направлению движения диэлектрического материала.
Периодическая замедляющая система 2 (фиг.2) состоит из штырей 7, элементов типа «связка» 8 и пластин 9. Пластины 9 имеют электрический контакт с каждым штырем 7. Штыри 7 размещены в направлении
распространения энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот неравномерно. Расстояние между штырями (L) (период замедляющей системы) изменяется экспоненциально и определяется из соотношения , которое необходимо и достаточно для обеспечения условия постоянства температуры в обрабатываемом материале. Таким образом, период замедляющей системы (L) изменяется вдоль оси "z" - в направлении распространения энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот по экспоненциальному закону.
Условие постоянства температуры в материале в направлении распространения энергии электромагнитного поля можно записать в виде:
В этом уравнении:
l - ширина обрабатываемого материала, соответствующая длине замедляющей системы в направлении оси "z";
ε" - комплексная часть относительной диэлектрической проницаемости обрабатываемого материала;
k - волновое число свободного пространства:
λ - длина волны источника СВЧ энергии;
T(z) - распределение температурного поля в материале после прохождения им секции СВЧ нагрева;
Тнач (z) - начальное распределение температурного поля в материале (до поступления в СВЧ устройство);
Pвх - величина входной мощности источника СВЧ энергии;
а - ширина замедляющей системы;
d - толщина обрабатываемого материала;
с∂ - теплоемкость материала;
ρ∂ - плотность материала;
τ - время нахождения материала в поле СВЧ.
Устройство работает следующим образом.
Влажный листовой диэлектрический материал 6 проходит в устройстве в направлении, перпендикулярном направлению распространения энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот.
В качестве примера обрабатываемого диэлектрического материала выбран стеклопластик (стеклянные нити ≈ 80% + эпоксидная смола ≈ 20%), используемый для стеклопластиковой арматуры, толщиной d равной 1 мм и шириной l равной 500 мм со следующими параметрами:
где
ρ∂ - удельная плотность обрабатываемого материала;
с∂ - удельная теплоемкость обрабатываемого материала;
ε" - комплексная часть относительной диэлектрической проницаемости материала (фактор потерь);
l - ширина материала;
d - толщина материала.
Диэлектрический материал толщиной d и шириной l (фиг 2) является однородным и обладает малой величиной теплопроводности, которой в расчетах можно пренебречь .
Расстояние между штырями 7 выбирается с учетом экспоненциального закона. На фиг.3 показана зависимость изменения расстояния между штырями (периода замедляющей системы L=f(z)) с L(0)=7,5 мм до
L(l)=18 мм в направлении распространения энергии электромагнитного поля для удовлетворения условию обеспечения постоянной температуры в обрабатываемом диэлектрическом материале при длине периодической замедляющей системы l=500 мм.
Источник 1 СВЧ-энергии создает электромагнитное СВЧ поле, под воздействием которого обрабатываемый листовой диэлектрический материал 6 нагревается до рабочих температур.
На фиг.4 представлены теоретические и экспериментальные характеристики распределения температурного поля в обрабатываемом листовом диэлектрическом материале (в частности, стеклопластике), при изменении расстояния между штырями 7 (периода замедляющей системы) с L(0)=7,5 мм до L(l)=18 мм на длине l=500 мм.
На графике фоном обозначена область экспериментальных значений.
Как видно из приведенного на фиг.4 графика, после прохождения СВЧ устройства заявляемой конструкции, диэлектрический материал приобретает постоянное распределение температурного поля.
Применение предложенного устройства позволяет добиться высокой степени равномерности нагрева по объему и по площади при проведении процессов термообработки листовых диэлектрических материалов с различными электрофизическими параметрами, от которой в значительной мере зависят эксплуатационные характеристики получаемых изделий.
Claims (2)
1. Устройство для термообработки листовых диэлектрических материалов, содержащее соединенную с источником СВЧ энергии и защитным устройством для поглощения избыточной энергии периодическую замедляющую систему, состоящую из штырей, связок и пластин, отличающееся тем, что штыри размещены в направлении распространения энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот неравномерно, при этом расстояние между штырями изменяется экспоненциально и определяется из соотношения:
где L - расстояние между штырями (период замедляющей системы);
ε'' - комплексная часть относительной диэлектрической проницаемости обрабатываемого материала;
k - волновое число свободного пространства:
λ - длина волны источника СВЧ энергии.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007121551/22U RU68831U1 (ru) | 2007-06-08 | 2007-06-08 | Устройство для термообработки листовых диэлектрических материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007121551/22U RU68831U1 (ru) | 2007-06-08 | 2007-06-08 | Устройство для термообработки листовых диэлектрических материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU68831U1 true RU68831U1 (ru) | 2007-11-27 |
Family
ID=38961045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007121551/22U RU68831U1 (ru) | 2007-06-08 | 2007-06-08 | Устройство для термообработки листовых диэлектрических материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU68831U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10711404B2 (en) | 2015-06-23 | 2020-07-14 | Organoclick Ab | Pulp molding apparatus and molds for use therein |
US10974490B2 (en) | 2015-06-23 | 2021-04-13 | Organoclick Ab | Large lightweight coffin and method for its manufacture |
-
2007
- 2007-06-08 RU RU2007121551/22U patent/RU68831U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10711404B2 (en) | 2015-06-23 | 2020-07-14 | Organoclick Ab | Pulp molding apparatus and molds for use therein |
US10974490B2 (en) | 2015-06-23 | 2021-04-13 | Organoclick Ab | Large lightweight coffin and method for its manufacture |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tang et al. | Frequency-selected method to improve microwave heating performance | |
Bae et al. | A continuous power-controlled microwave belt drier improving heating uniformity | |
US3457385A (en) | Apparatus for dielectric heating | |
Menezes et al. | Microwave fast sintering of ceramic materials | |
Santos et al. | 3D electromagnetic field simulation in microwave ovens: a tool to control thermal runaway | |
CN103423979B (zh) | 一种隧道式微波干燥机 | |
RU68831U1 (ru) | Устройство для термообработки листовых диэлектрических материалов | |
TWI641791B (zh) | Microwave drying device | |
Li et al. | Double-ridged waveguide for efficiently heating ultrafine filament fibers | |
Li et al. | Microwave heating of biomass waste residues for sustainable bioenergy and biomass materials preparation: A parametric simulation study | |
RU68832U1 (ru) | Свч устройство для термообработки листовых диэлектрических материалов | |
RU185725U1 (ru) | Микроволновое устройство для термообработки полимерных композиционных материалов | |
RU83379U1 (ru) | Свч-устройство для термообработки диэлектрических материалов | |
RU80714U1 (ru) | Сверхвысокочастотное устройство для нагрева диэлектрических материалов | |
Kybartas et al. | Single mode circular waveguide applicator for microwave heating of oblong objects in food research | |
RU83380U1 (ru) | Свч-устройство для термообработки листовых диэлектрических материалов | |
RU2354083C2 (ru) | Сверхвысокочастотное устройство для нагрева диэлектрических материалов | |
RU110891U1 (ru) | Установка для свч-обработки материалов с различными диэлектрическими свойствами | |
Zemiar et al. | Temperature and moisture profiles at microwave heating of wood | |
JP6720592B2 (ja) | マイクロ波加熱装置 | |
Lupi et al. | High frequency and microwave heating | |
RU139814U1 (ru) | Сверхвысокочастотная электромагнитная установка для модификации полимерных пленок | |
RU2382529C1 (ru) | Устройство для электромагнитной обработки сыпучих диэлектрических материалов | |
RU2702230C1 (ru) | Способ вспучивания гидрослюды и устройство для его реализации | |
Hasna | Composite dielectric heating and drying: the computation process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20090609 |