Свч-нагревательное устройство

(19) (11 1)5 Н 05 В 6 ЕНИ РЕ адиоэлектрон онов и А,И,С л. 219 - 10 кл. 217 - 10,55, Е УСТРОЙСТтехнике сверхвенно к энергеользовано для ргии СВЧ-диэердых, шнуросыпучих и ретения являет- и нагрева и упГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Харьковский институт рки им. акад. М.К.Янгеля(57) Изобретение относится квысоких частот, преимущесттике СВЧ, и может быть испнепрерывной обработки энелектрических материалов (твобразных, жидких,газообразных), Целью изобся улучшение равномерност ращение конструкции. СВЧ-нагревательное устройство содержит нагревательную камеру 1, два контактных фланца 2, два плавных пирамидальных перехода 3, два волноводных изгиба 4, два прямоугольных волновода 5 с двумя фланцами 6, два устройства 7 ввода-вывода материала, два узла 8 связи, материалопровод 9, две согласованные нагрузки со стандартными фланцами, Каждый узел связи содержи окно, диафрагму, отверстие связи. Положительный эффект достигается за счет того, то нагревательная камера 1 имеет форму квадратного волновода и запитывается с двух противоположных сторон, возбуждая колебания с ортогональными поляризациями, причем колебания й каждой поляризации поглощается согласованными нагрузками, установленными со стороны, противоположной стороне, на которой расположен волноводный изгиб 4, возбуждающий колебания соответствующей поляризации. 2 э.п, ф-лы, 3 ил.СЮИзобретение относится к технике сверхвысоких частот, преимущественно к энергетике СВЧ, и может быть использовано для непрерывной обработки энергией СВЧ диэлектрических материалов (твердых шнурообразных, жидких, сыпучих и газообразных).Цель изобретения - улучшение равномерности нагрева и упрощение конструкции, повышение КПД.На фиг.1 изображен общий вид СВЧ-нагревательного устройства; на фиг.2 - узел связи; на фиг.З - элемент связи.Устройство для СВЧ нагрева содержит нагревательную камеру 1, два контактных фланца 2, два плавных пирамидальных перехода 3, два волноводных изгиба 4, два прямоугольных волнавода 5 с двумя стандартными фланцами 6, два устройства ввода/вывода материала 7, два узла 8 связи, материалапровода 9, две согласованные нагрузки 10 с двумя стандартными фланцами 11,Каждый узел связи содержит окно 12, сменную дифрагму 13, шпильки 14,Каждый элемент связи содержит диафрагму 13, отверстие 15 связи, атвеостия 16 крепежные.Нагревательная камера состоит из двух отрезков валновадов 1, соединенных с помощью контактных фланцев 2.Нагревательная камера 1 переходит с помощью пирамидальных переходов 3 к прямоугольным волноводам 5 стандартного поперечного сечения. Узкие торцы пирамидальных переходов 3 переходят в валноводные изгибы 4 в Е плоскости под углом 90 О), которые заканчиваются прямоугольными волноводами 5 с контактными фланцами 6 на концах, Через отверстия с внешней стороны изгибов возбуждающих устройств вдоль осевой линии камеры подсоединены запредельные отрезки волновадов 7, выполняющие роль устройств, ввода/вывода материала.Вблизи каждого торца камеры устройства расположен узел 8 связи. Каждый узел связи нагревательной камеры 1 с согласованной нагрузкой 10 выполнен в виде окна 12 в стенке камеры, форма и размеры которого совпадают с формой и размерами поперечного сечения волновода согласованной нагрузки 10, сменной диафрагмы 13 со щелью 15), размещаемой между фланцем согласованной нагрузки 10 и контактным фланцем нагревательной камеры 1, скрепляемых между собой с помощью шпилек 14, вмонтированных в контактный фланец нагревательной камеры 1. Такая сборная конструкция узла связи позволяет 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 легко произвоДить замену диафрагмы 13при смене обрабатываемых материалов, .сильно отличающихся по диэлектрическимпотерям, а также испольэовать стандартныесогласованные нагрузки 10.Для транспортировки обрабатываемогоматериала через нагревательную камеруслужит материалопровод 9, выполненный ввиде диэлектрической трубы, плавно уменьшающейся в диаметре с двух сторон передобластями перехода 3 нагревательной камеры 1 в возбуждающие устройства 4 и выходящей из объема камеры черезустройства ввода/вывода материалов. Материалоправод позволяет реализовать обработку сыпучих материалов, жидкостей игазов, а также исключить контакт материалов с элементами устройства,Нагревательное СВЧ устройство работает следующим образом.СВЧ энергия от генераторов(на фиг.1 непоказанных) через возбуждающие прямоугольные волноводы 5 возбуждает в нагревательной камере 1 две линейнополяризованные волны (Н 10 и Н 01), Плоскости поляризации волн в камере остаютсяпостоянными, Энергия от одного из СВЧгенераторов, поступающая в нагревательную камеру 1, например, слева не можетпройти через пирамидальный переход 3, навход второго СВЧ генератора, расположен- .ного справа, так как размеры пирамидального перехода являются запредельнымидля возбуждающей волны. И; наоборот, пирамидальный переход 3, расположенныйслева, является запредельным для волны,поступающей ат правого генератора. Поглощение остаточной энергии этих волн происходит в согласованных нагрузках 10,Каждая согласованная нагрузка 10, установленная перед пирамидальным переходам 3, в силу избирательности элемента 15связи поглощает только энергию электрамагнитной волны, возбуждаемой на противоположном входе нагревательной камеры1, и практически не поглощает энергии волны, возбуждаемой у ближнега входа нагревательной камеры 1. В связи с тем, что в нагревательной камере 1 распространяется две бегущие волны с взаимно перпендикулярной поляризацией, интенсивность поля вдоль каме. ры для каждой волны убывает по экспоненте, но в сумме эти две волны позволяют обеспечить однородное продольное распределение поля в нагревательной камере 1, что улучшает однородность и равномерность нагрева материала в поперечном и продольном сечениях.Подключение согласованных нагрузок 10 через элементы 15 связи вблизи каждого торца нагревательной камеры 1 обеспечивает развязку СВЧ генераторов при отсутствии в нагревательной камере 1 обрабатываемого материала,Формула изобретения 1, СВЧ-нагревательное устройство, содержащее нагревательную камеру к концам которой через прямоугольный волновод подключены два СВЧ-генератора, два узла ввода-вывода обрабатываемого материала, расположенные на концах нагревательной камеры, а также две согласованные нагрузки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения равномерности нагрева и упрощения конструкции, согласованные нагрузки подключены к нагревательной камере через отверстия связи, расположенные вдоль продольных осей соседних стенок на противоположных концах нагревательной камеры, причем каждое отверстие связи расположено на конце нагревательной камеры со стороны, противоположной прямо 20 у = - соз ( - х),ЬЛ2 агде у - расстояние до границы щели от еесередины;Ь =(0,5-0,1) ЬА- рабочая длина волны;х - расстояние от центра щели вдоль ееоси,а = (0,3-0,4) Л,. угольному волноводу, узкая стенка которого переходит в стенку нагревательной камеры, на которой расположен соответствующий элемент связи.5 2. Устройство по п.1,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в стенке нагревательной камеры прорезано окно, в котором установлена введенная металлическая пластина, в которой прорезано отверстие связи.10 3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличения КПД, отверстие связи представляет собой щель, Форма которой описывается уравнением.СССР роизводственно-издательский комбинат Патент", г. Уж л. Гагарина. 10 акай 350 Тираж 489 . Подписное ВНИИПИ Государственнога комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, 4 С, Раушская наб., 4/5