УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЧ-НАГРЕВА Российский патент 1996 года по МПК H05B6/64 

Изобретение относится к технике высокочастотного нагрева и может быть использовано в химической и других областях хозяйства для термообработки жидких термореактивных полимеров, применяемых в качестве связующего.

Известен ряд устройств для СВЧ-нагрева жидких и вязких продуктов /1,2/.

Так, устройство /1/ содержит металлические прямоугольные волноводы, образующие камеру нагрева, подающее приспособление и сборник, при этом волноводы расположены один над другим. Продукт вводится в волноводы, проходит через них и выводится наружу.

Недостатком известного устройства является неравномерный нагрев продукта, т. к. вследствие диэлектрических потерь глубина распространения СВЧ-энергии в объеме продукта различна и зависит от близости стенок волновода.

Известно устройство, состоящее из источника СВЧ-энергии, нагревательного элемента, выполненного в виде диэлектрического волновода, размещенного в камере нагрева и соединенного с источником СВЧ-энергии металлическим волноводом. Продукт подают в камеру нагрева, внутренний объем нагревательного элемента при этом изолирован от жидкости /2/.

Недостатком известного устройства также является неравномерность нагрева жидкости. Эффективный нагрев испытывают слои жидкости, прилегающие непосредственно к нагревательному элементу. Поглощение СВЧ-энергии в толще жидкости затруднено вследствие диэлектрических потерь.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для термической или термомеханической обработки гранулированных материалов на основе каучука с помощью СВЧ-энергии (заявка Франции N 2519224). Устройство содержит объемный резонатор в виде цилиндрической камеры, выполненной на концах в виде усеченного конуса и снабженной на цилиндрической части скользящей крышкой для ввода и вывода гранул. Камера расположена горизонтально на двух опорах, обеспечивающих ее вращение. В одной из опор размещен полый волновод, зафиксированный неподвижно. В другой опоре симметрично расположен также зафиксированный неподвижно патрубок, используемый в технологических целях, например, для подачи или отвода газа в камеру. Кроме того, патрубок этот проходит вглубь камеры и соединен с лопастью для соскребания продукта со стенок камеры.

Недостатками известного устройства являются следующие. Ввод СВЧ-энергии через трубчатый волновод нерационально производить при термообработке жидкого термореактивного полимера, т. к. возможно попадание в него летучих веществ, продуктов деструкции. Это вызовет в волноводе перегрев этих продуктов с образованием твердых веществ, что приведет к нарушению характеристик волновода, и, следовательно, стабильности работы устройства.

При горизонтальном расположении камеры в патрубок для отвода летучих продуктов, выделяющихся в процессе термообработки полимера, возможно стекание полимера со стенок камеры. Поток летучих может выносить полимер из камеры.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве, содержащем камеру нагрева, обеспечивающую объемный нагрев продукта, ввод СВЧ-энергии, камера выполнена цилиндрической формы с возможностью вращения, ввод СВЧ-энергии выполнен в виде коаксиала, расположенного соосно с камерой нагрева и соединенного с волноводом, при этом центральный проводник коаксиала выполнен трубчатым. Камеру нагрева выполняют из проводящего материала или из стекла, покрытого проводящим слоем. Центральный трубчатый проводник коаксиала служит для подачи в камеру нагрева нагреваемого продукта и инертного газа.

На чертеже изображено устройство для СВЧ нагрева.

Устройство для СВЧ-нагрева содержит цилиндрическую камеру 1, выполненную с возможностью вращения. Камера 1 расположена под углом 15-30^o к линии горизонта. Ввод СВЧ-энергии в камеру 1 осуществляют коаксиалом 2, расположенным соосно с камерой нагрева 1 и соединенным с волноводом 3 посредством резьбового соединения 9. Центральный проводник 4 коаксиала 2 выполнен трубчатым и служит для подачи исходной жидкости, а затем инертного газа в камеру нагрева. Открытый конец коаксиала 2 размещен в камере 1 и выполняет функцию излучателя. Вращение камеры 1 осуществляют через приводное колесо 5. Камера 1 через вакуумное уплотнение 6 между вращающейся и неподвижной частями соединена со стеклянной паропроводящей трубкой 7 и патрубком 8 для отвода паров и газов из камеры 1.

Устройство работает следующим образом.

В камеру 1 через трубчатый центральный проводник 4 коаксиала 2 подают жидкий полимер и приводят во вращение камеру 1. СВЧ-энергия поступает в камеру нагрева 1 по волноводу 3 и коаксиалу 2 и через открытый конец коаксиала, размещенный в камере 1, распределяется по ее объему. СВЧ-энергия поглощается не только поверхностью полимера, но также и тонкой пленкой этого полимера, образующейся на внутренней поверхности вращающейся камеры 1.

Образующиеся в процессе термообработки пары и газ поступают в стеклянную трубку 7 и отводятся через патрубок 8.

В устройстве достигается равномерность нагрева обрабатываемого жидкого термореактивного полимера, что исключает его отверждение в камере и позволяет сохранить качественные показатели. Увеличен рабочий объем камеры, что позволит широко использовать устройство в промышленности.

Использование: в технике высокочастотного нагрева и может быть использовано в химической и других областях народного хозяйства для термообработки жидких термореактивных полимеров, применяемых в качестве связующих. Сущность изобретения: в устройстве, содержащем камеру нагрева, обеспечивающую объемный нагрев, ввод СВЧ-энергии, камера нагрева выполнена цилиндрической формы с возможностью вращения, ввод СВЧ-энергии выполнен в виде коаксиала, расположенного соосно с камерой нагрева и соединенного с волноводом, при этом центральный проводник выполнен трубчатым. При использовании устройства достигается равномерный нагрев жидкого термореактивного полимера, что исключает его перегрев и отверждение в камере нагрева. Кроме того, увеличен рабочий объем камеры нагрева, что может обеспечить широкое применение устройства в промышленности. 1 ил.

Устройство для СВЧ-нагрева жидких продуктов, содержащее камеру нагрева, выполненную цилиндрической с возможностью осевого вращения, ввод СВЧ-энергии, расположенный соосно с камерой нагрева, отличающееся тем, что ввод СВЧ- энергии выполнен в виде коаксиала, внутренний проводник которого выполнен трубчатым и предназначен для подачи нагреваемого продукта в камеру нагрева, а ось камеры нагрева установлена под углом 15 3О^o к линии горизонта.