СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ СВЧ-ПОЛЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК H05B6/64 

Изобретение относится к технике нагрева материалов и изделий с помощью СВЧ-энергии и может быть использовано в технологических процессах приготовления пищевых продуктов, сушки, полимеризации, вулканизации, пастеризации, размораживания, например, в пищевой, легкой, химической промышленности и в других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение равномерности нагрева.

Обрабатываемое изделие протягивается через щель в широкой стенке волновода, в котором от магнетрона через ферритовый вентиль возбуждается бегущая волна, которая затухает в материале и частично во втором ферритовом вентиле. Встречно в той же волноводной линии включен второй магнетрон также посредством ферритового вентиля, который создает волну обратного направления по отношению к первому магнетрону. Магнетроны включаются поочередно в импульсном режиме так, что электромагнитная энергия постоянно присутствует в системе. Благодаря использованию такого принципа нагрева происходит постоянное перераспределение энергии в плечах меандра, что обеспечивает необходимую равномерность нагрева, а использование двух магнетронов, работающих в импульсном режиме на одну нагрузку, гарантирует повышение КПД процесса.

На чертеже приведено устройство для осуществления способа.

Выход СВЧ-генератора 1 посредством волноводно-максимального перехода 2 соединен с ферритовым вентилем 3, который связан с первым входом волноводной меандровой системой 4, механически связанной с экраном 5, ловушками 6, фильтром 7. Вторым входом волноводная меандровая система 4 соединена с вторым ферритовым вентилем 8, который посредством коаксиально-волноводного перехода 9 связан с выходом второго СВЧ-генератора 10, вход которого соединен с входом генератора 1 посредством генератора управляющих импульсов 11. Позицией 12 обозначен обрабатываемый материал.

Работает устройство следующим образом.

Генератор управляющих импульсов 11 вырабатывает сигнал на включение генератора 1, при этом генерируемая энергия через волноводно-коаксиальный переход 2, ферритовый вентиль 3 поступает в волноводную меандровую систему 4, где активно реагирует с магнетроном 12, нагревая его. Для защиты персонала от облучения на входе и выходе системы 4 установлены ловушки СВЧ-энергии 6 и фильтры 7, система экранирована экраном СВЧ-волна затухает в материале 12 и, отразившись от ферритового вентиля 9, распространяется в обратную сторону. Второй импульс генератора 11 отключает генератор 1 и включает генератор 10, энергия которого через волноводно-коаксиальный переход 9 и ферритовый вентиль 8 поступает в меандровую систему 4. При этом СВЧ-волна, генерируемая генератором 10 смещена по фазе по отношению к отраженной волне, генерируемой ранее генератором 1, что обеспечивает независимый режим затухания волн в материале. Процесс повторяется.

Использование способа и устройства особенно эффективно при высоком влагосодержании текстильных материалов.

Исследования способа проводились на экспериментальной установке с использованием генераторов типа АК-122 на частоте 245 ОМГц волноводов сечением 110х55 мм, коммутация магнетронов осуществлялась через тиристорный регулятор мощности.

Использование: в технологических процессах приготовления пищевых продуктов, сушки, полимеризации, вулканизации, пастеризации, размораживания, применяемых в легкой, пищевой, химической промышленности. Сущность изобретения: объект термообработки внедряется в СВЧ-поле, пересекая направление бегущей электромагнитной волны, причем электромагнитную волну пропускают через камеру нагрева поочередно в противоположных направлениях. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ термообработки материалов и изделий в электромагнитном СВЧ-поле, заключающийся в том, что объект термообработки вводят в волновод через продольную щель и пропускают электромагнитную волну через волновод в противоположных направлениях, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева, пропускают электромагнитную волну через волновод в противоположных направлениях поочередно. 2. Устройство для термообработки материалов и изделий в электромагнитном СВЧ-поле, содержащее первый и второй СВЧ-генераторы, волноводную линию типа "меандр", состоящую из нескольких последовательно включенных волноводных отрезков, в которых выполнены узкие продольные щели для транспортировки объекта термообработки, ловушки просачивающейся СВЧ-энергии, установленные у щелей, отличающееся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева, в него введены первый и второй ферритовые вентили, включенные между соответствующим СВЧ-генератором и первым и вторым входами волноводной линии типа "меандр" соответственно, генератор управляющих импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом первого СВЧ-генератора, а второй выход - с управляющим входом второго СВЧ-генератора.