УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЧ-НАГРЕВА Российский патент 1997 года по МПК H05B6/64 

Изобретение относится к СВЧ технике, в частности к устройствам для СВЧ нагрева.

Известно устройство для СВЧ нагрева, наиболее близкое к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранное в качестве прототипа.

Оно включает камеру СВЧ нагрева, состоящую из нижнего и верхнего разъемных коробов, транспортное средство, образованное 3-мя транспортерами: двумя внешними для загрузки и выгрузки обрабатываемых изделий и внутренним - для перемещения обрабатываемых изделий внутри рабочей камеры, и вводы СВЧ энергии.

Верхний короб вставлен в нижний, при этом нижний короб заполнен энергопоглощающей жидкостью (ЭПЖ), в большинстве случаев водой, в которую погружены края верхнего короба.

На стенках нижнего короба (у внешних транспортеров) установлены 2 подвижных барабана, полностью погруженных в ЭПЖ, поверхность которых плотно прилегает к нижнему и верхнему коробам. На поверхности барабанов выполнены ячейки для размещения обрабатываемых изделий, причем ячейки прорезаны не до краев барабанов.

При вращении барабана изделия передаются с внешнего (загрузочного) транспортера на внутренний, а затем опять на внешний транспортер для выгрузки обработанных изделий из рабочей камеры.

Нагрев изделий осуществляется под воздействием СВЧ энергии, поступающей в рабочую камеру по волноводам.

Ввод в камеру и вывод изделий из нее происходит под слоем ЭПЖ, что обеспечивает надежную защиту от выхода СВЧ энергии за пределы рабочей камеры (заявка Японии N 51-17734, Кл. H 05 B 9/06).

Однако данное устройство для СВЧ нагрева обладает рядом существенных недостатков, непосредственно связанных с конструкцией его транспортного устройства.

Во-первых, внутренний транспортер (пластинчатый, с трущимися сочленениями между элементами, или ленточный) должен быть обязательно выполнен из радиопрозрачных материалов таких, как фторопласт, керамика, кремнийорганический стеклотекстолит, кварц и т. п. которые при данной конструкции не обладают сочетанием необходимых свойств износостойкостью, механической прочностью и достаточной термостойкостью.

Во-вторых, и для ленточного, и для пластинчатого транспортеров, применяемых в данной конструкции, необходимы специальные устройства для поддержания и натяжения их несущей поверхности. Наличие этих устройств, а также большая протяженность участков ввода и вывода изделий из устройства увеличивают его массу, габариты и делают его громоздким.

В-третьих, обязательным условием функционирования подобного транспортного устройства является жесткая синхронизация работы всех его элементов, поскольку в противном случае даже при небольшой несинхронности обрабатываемые изделия не смогут попасть с внешнего транспортера на внутренний и обратно.

Итак, основными недостатками данного устройства для СВЧ нагрева являются его сложность, недостаточная надежность и громоздкость, обусловленные конструкцией его транспортного устройства.

Задачей изобретения является создание простого, надежного и компактного устройства для СВЧ нагрева.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для СВЧ нагрева, включающем камеру для СВЧ нагрева, состоящую из нижнего и верхнего разъемных коробов, вводы СВЧ энергии и транспортное устройство, состоящее из двух подвижных барабанов с ячейками для размещения обрабатываемых изделий, частично погруженных в ЭПЖ, транспортное устройство выполнено в виде 3-х подвижных барабанов, расположенных на одной оси и жестко скрепленных с ней, имеющих одинаковое количество ячеек, размещенных на одной линии. Барабаны снизу с зазором огибают, например, металлический, полуцилиндр, на внутренней поверхности которого выполнено по крайней мере 2 расположенных параллельно винтовых ребра, высота которых несколько меньше величины зазора между барабанами и полуцилиндром.

Технических решений, обладающих сходными отличительными признаками, нами не обнаружено.

На рис.1 изображен общий вид предлагаемого устройства для СВЧ нагрева в разрезе. На фиг.2 изображен вид сбоку предлагаемого устройства для СВЧ нагрева в разрезе.

Предлагаемое устройство для СВЧ нагрева содержит транспортное устройство, выполненное в виде 3-х подвижных барабанов 1,2, расположенных на одной оси и жестко скрепленных с ней. Все три барабана 1,2 имеют одинаковое количество ячеек 4, прорезанных по всей длине цилиндрической поверхности барабанов 1,2, при этом ячейки 4 всех трех барабанов 1,2 размещены на одной линии, строго друг против друга (по 3 на одной линии).

Крайние барабаны 1 могут быть выполнены из металла, а удаленная от оси 3 часть среднего барабана 2 из радиопрозрачных материалов. Средний барабан 2 накрыт сверху верхним металлическим коробом 5.

Ось 3 установлена на опорах 6, к которым прикреплен металлический полуцилиндр 7, с зазором, огибающим барабаны 1,2 снизу, и скреплена с приводом 8.

На внутренней поверхности полуцилиндра 7 выполнены по крайней мере 2 расположенных параллельно винтовых ребра 9, величина шага между которыми зависит от количества ребер. Барабаны 1,2 вместе с опорами 6 и полуцилиндрами 7 установлены в нижнем коробе 10, заполненном до определенной высоты ЭПЖ 11.

В случае необходимости крайние барабаны 1 также могут быть накрыты коробами (на рис.не показано).

СВЧ энергия по волноводам 12 поступает в рабочую камеру 13, образованную разъемными верхним коробом 5 и нижним коробом 10. В стенке нижнего короба 10 выполнено уплотнение 14, через которое проходит вал привода 8 для вращения барабанов, соединенный с их осью.

Рабочая камера 13 заполнена ЭПЖ 11, из которой выступает часть среднего барабана 2.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемые изделия 15 по внешнему транспортеру (на рис. не показан) поступают в ячейки 4 одного из крайних барабанов 1. При повороте всех барабанов 1,2, происходящем при вращении вала привода 8, обрабатываемые изделия последовательно погружаются в ЭПЖ 11. При дальнейшем движении барабанов 1,2 одно из винтовых ребер 9 обеспечивает постепенное перемещение изделий 15 с крайнего барабана 1 на средний барабан 2. К моменту выхода ячеек 4 барабанов 1,2 из ЭПЖ 11 обрабатываемые изделия 15 оказываются полностью перемещенными на соответствующие ячейки среднего барабана 2 и попадают в зону обработки СВЧ энергией, поступающей по волноводам 12.

Процесс обработки СВЧ энергией происходит за период от выхода изделий 15 из ЭПЖ 11 до входа в нее. После второго погружения обрабатываемых изделий 15 в ЭПЖ 11 другое винтовое ребро 9 обеспечивает их постепенное перемещение со среднего барабана 2 на соответствующие ячейки второго крайнего барабана 1. К моменту выхода ячеек 4 из ЭПЖ обрабатываемые изделия оказываются полностью перемещенными на соответствующие ячейки 4 барабана 1. После этого обработанные изделия 15 могут быть любым известным способом (при помощи любого известного устройства) перегружены на другой внешний транспортер.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство для СВЧ нагрева обладает следующими преимуществами.

Внутренний транспортер предлагаемого устройства, часть которого выполнена из радиопрозрачного материала, не имеет трущихся сочленений, что существенно упрощает выбор конструкционных материалов и повышает надежность всего транспортного устройства, а следовательно, и надежность всего устройства для СВЧ нагрева в целом.

Конструкция транспортного устройства, основным элементом которого являются 3 подвижных барабана, значительно более проста, что обусловлено отсутствием специальных устройств для поддержки несущей поверхности транспортера.

Компактность предлагаемого устройства достигается, в основном, за счет совмещения устройств ввода и вывода изделий с устройством их перемещения внутри рабочей камеры.

Кроме того, для изготовления устройства не требуется сложное оборудование. Устройство выполнено из деталей простой формы, не нуждающихся в подгонке. Не требуется также большая точность при изготовлении деталей, так как это не оказывает влияния на работу устройства.

Использование: СВЧ техника. Сущность изобретения: устройство для СВЧ нагрева включает камеру для СВЧ нагрева, состоящую из нижнего и верхнего разъемных коробов, вводы СВЧ энергии и транспортное устройство, состоящее из трех подвижных барабанов для размещения обрабатываемых изделий, частично погруженных в энергопоглощающую жидкость. Барабаны расположены на одной оси и жестко скреплены с ней и имеют одинаковое количество ячеек, размещенных на одной линии. Барабаны снизу с зазором огибают металлический полуцилиндр, на внутренней поверхности которого выполнено по крайней мере два расположенных параллельно винтовых ребра. Высота винтовых ребер несколько меньше величины зазора между барабанами и полуцилиндром. 2 ил.

Устройство для СВЧ-нагрева, включающее камеру для СВЧ-нагрева, состоящую из нижнего и верхнего разъемных коробов, вводы СВЧ-энергии и транспортное устройство, выполненное в виде подвижных барабанов с ячейками для размещения обрабатываемых изделий, частично погруженных в энергопоглощающую жидкость, отличающееся тем, что транспортное устройство выполнено в виде трех подвижных барабанов, расположенных на одной оси и жестко скрепленных с ней, имеющих одинаковое количество ячеек, размещенных на одной линии, барабаны снизу с зазором огибает металлический полуцилиндр, на внутренней поверхности которого выполнено по крайней мере два расположенных параллельно винтовых ребра, высота которых несколько меньше величины зазора между барабанами и полуцилиндром.