SU1628233A1 - СВЧ-нагревательное устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике сверхвысоких частот, преимущественно к энергетике СВЧ, и может быть использовано дл  непрерывной обработки энергии СВЧ-диэ- лектрических материалов (твердых, шнуро- образных, жидких, сыпучих и газообразных). Целью изобретени   вл етс  улучшение равномерности нагрева и уп рощение конструкции. СВЧ-нагревательное устройство содержит нагревательную камеру 1, два контактных фланца 2, два плавных пирамидальных перехода 3, два волновод- ных изгиба 4, два пр моугольных волновода 5 с двум  фланцами 6, два устройства 7 ввода-вывода материала, два узла 8 св зи, материалопровод 9, две согласованные нагрузки со стандартными фланцами. Каждый узел св зи содержит окно, диафрагму, отверстие св зи. Положительный эффект достигаетс  за счет того, то нагревательна  камера 1 имеет форму квадратного волновода и запитываетс  с двух противоположных сторон, возбужда  колебани  с ортогональными пол ризаци ми, причем колебани  каждой пол ризации поглощаетс  согласованными нагрузками, установленными со стороны, противоположной стороне, на которой расположен волноводный изгиб 4, возбуждающий колебани  соответствующей пол ризации. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. СВЧ .. ,5 з--3$ УГ 5 4 уt О N О N О О Фиг-1

Description

Изобретение относитс  к технике сверхвысоких частот, преимущественно к энергетике СВЧ, и может быть использовано дл  непрерывной обработки энергией СВЧ диэлектрических материалов (твердых шнурообразных, жидких, сыпучих и газообразных ).

Цель изобретени  - улучшение равномерности нагрева и упрощение конструкции , повышение КПД.

На фиг.1 изображен общий вид СВЧ-на- гревательного устройства; на фиг.2 - узел св зи; на фиг.З - элемент св зи.

Устройство дл  СВЧ нагрева содержит нагревательную камеру 1, два контактных фланца 2, два плавных пирамидальных перехода 3, два волноводных изгиба 4, два пр моугольных волновода 5 с двум  стандартными фланцами б, два устройства ввода/вывода материала 7, два узла 8 св зи, материалопровода 9, две согласованные нагрузки 10 с двум  стандартными фланцами 11.

Каждый узел св зи содержит окно 12, сменную дифрагму 13, шпильки 14.

Каждый элемент св зи содержит диафрагму 13, отверстие 15 св зи, отверсти  16 крепежные.

Нагревательна  камера состоит из двух отрезков волноводов 1, соединенных с помощью контактных фланцев 2.

Нагревательна  камера 1 переходит с помощью пирамидальных переходов 3 к пр моугольным волноводам 5 стандартного поперечного сечени . Узкие торцы пирамидальных переходов 3 переход т в волно- водные изгибы 4 (в Е плоскости под углом 90°), которые заканчиваютс  пр моугольными волноводами 5 с контактными фланцами 6 на концах. Через отверсти  с внешней стороны изгибов возбуждающих устройств вдоль осевой линии камеры подсоединены запредельные отрезки волноводов 7, выполн ющие роль устройств, ввода/вывода материала.

Вблизи каждого торца камеры устройства расположен узел 8 св зи. Каждый узел св зи нагревательной камеры 1 с согласованной нагрузкой 10 выполнен в виде окна 12 в стенке .камеры, форма и размеры которого совпадают d формой и размерами поперечного сечени  волновода согласованной нагрузки 10, сменной диафрагмы 13 (со щелью 15), размещаемой между фланцем согласованной нагрузки 10 и контактным фланцем нагревательной камеры 1, скрепл емых между собой с помощью шп.и- лек 14, вмонтированных в контактный фланец нагревательной камеры 1. Така  сборна  конструкци  узла св зи позвол ет

легко производить замену диафрагмы 13 при смене обрабатываемых материалов, сильно отличающихс  по диэлектрическим потер м, а также использовать стандартные

согласованные нагрузки 10.

Дл  транспортировки обрабатываемого материала через нагревательную камеру служит материалопровод 9, выполненный в виде диэлектрической трубы, плавно уменьшающейс  в диаметре с двух сторон перед област ми перехода 3 нагревательной камеры 1 в возбуждающие устройства 4 и вы- ход щей из объема камеры через устройства ввода/вывода материалов. Материалопровод позвол ет реализовать обработку сыпучих материалов, жидкостей и газов, а также исключить контакт материалов с элементами устройства.

Нагревательное СВЧ устройство работает следующим образом.

СВЧ энерги  от генераторов (на фиг.1 не показанных) через возбуждающие пр моугольные волноводы 5 возбуждает в нагревательной камере 1 две линейно

пол ризованные волны (Ню и Ней). Плоскости пол ризации волн в камере остаютс  посто нными. Энерги  от одного из СВЧ генераторов, поступающа  в нагревательную камеру 1, например, слева не может

пройти через пирамидальный переход 3, на вход второго СВЧ генератора, расположенного справа, так как размеры пирамидального перехода  вл ютс  запредельными дл  возбуждающей волны. И, наоборот, пирамидальный переход 3, расположенный слева,  вл етс  запредельным дл  волны, поступающей от правого генератора. Поглощение остаточной энергии этих волн происходит в согласованных нагрузках 10.

Кажда  согласованна  нагрузка 10, установленна  перед пирамидальным переходом 3, в силу избирательности элемента 15 св зи поглощает только энергию электро1- магнитной волны, возбуждаемой на противоположном входе нагревательной камеры 1, и практически не поглощает энергии волны , возбуждаемой у ближнего входа нагревательной камеры 1.

В св зи с тем, что в нагревательной камере 1 распростран етс  две бегущие волны с взаимно перпендикул рной пол ризацией , интенсивность пол  вдоль камеры дл  каждой волны убывает по

экспоненте, но в сумме эти две волны позвол ют обеспечить однородное продольное распределение пол  в нагревательной камере 1, что улучшает однородность и равномерность нагрева материала в поперечном и продольном сечени х.

Подключение согласованных нагрузок 10 через элементы 15 св зи вблизи каждого торца нагревательной камеры 1 обеспечивает разв зку СВЧ генераторов при отсутствии в нагревательной камере 1 обрабатываемого материала.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. СВЧ-нагревательное устройство, содержащее нагревательную камеру к концам которой через пр моугольный волновод подключены два СВЧ-генератора, два узла ввода-вывода обрабатываемого материала, расположенные на концах нагревательной камеры, а также две согласованные нагрузки , отличающеес  тем, что, с целью улучшени  равномерности нагрева и упрощени  конструкции, согласованные нагрузки подключены к нагревательной камере через отверсти  св зи, расположенные вдоль продольных осей соседних стенок на противоположных концах нагревательной камеры, причем каждое отверстие св зи расположено на конце нагревательной камеры со стороны, противоположной пр мо0

   угольному волноводу, узка  стенка которого переходит в стенку нагревательной камеры, на которой расположен соответствующий элемент св зи.
2. 2.Устройство поп.1.отл ичающее- с   тем, что в стенке нагревательной камеры прорезано окно, в котором установлена введенна  металлическа  пластина, в которой прорезано отверстие св зи.
3. 3.Устройство по п.1, отличающее- с   тем, что, с целью увеличени  КПД, отверстие св зи представл ет собой щель, форма которой описываетс  уравнением

   15

   b 2

   У CDS 1

   (I-)где у - рассто ние до границы щели от ее середины;

   Ь (0,5-0,1) А; А - рабоча  длина волны;

   х - рассто ние от центра щели вдоль ее оси,

   а (0,3-0,4) А.

   11

   ,13

   Ши. г