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

Изобретение относится к области СВЧ техники, в частности, к устройствам для СВЧ обработки материалов и изделий.

За последние годы СВЧ энергетика нашла широкое применение в отраслях народного хозяйства.

В ряде случаев, особенно для конвейерных устройств, для получения большей мощности в устройствах СВЧ нагрева используют несколько маломощных генераторов, образующих вместе с источниками питания СВЧ модули [1] СВЧ модуль с мощным СВЧ генератором содержит магнитную систему и накальный трансформатор. Соединительный фланец вывода энергии генератора находится за пределами корпуса СВЧ модуля. Источник питания генераторов располагают в отдельных отсеках.

Недостатками таких устройств являются большие паразитные излучения, неудобство обслуживания, смены и ремонта СВЧ модуля.

Техническое решение, принятое за прототип, описано в а.с. N 786069 кл. H 05 B 6/64 [2] Устройство для СВЧ нагрева содержит рабочую камеру с элементами ввода энергии, выполненными в виде волноводов с кольцевыми выступами на конце. Кольцевые выступы входят в соответствующие гидрозатворы, расположенные на концах переходных волноводов, изогнутых на 90^o, и соединенных фланцами с волноводами генераторов, входящих в модули.

Однако в этом устройстве трудоемки операции ремонта и смены СВЧ модуля, т.к. для этого необходимо снять все крепежные болты с соединительных фланцев и кожуха СВЧ модуля.

Кроме того, необходим постоянный контроль паразитного излучения от места соединения фланцев переходного изогнутого волновода и волновода генератора и из кожуха модуля.

Целью настоящего изобретения является обеспечение надежности защиты от паразитного излучения, простоты изготовления, ремонта и смены СВЧ модуля в устройстве СВЧ нагрева.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для СВЧ нагрева СВЧ модуль содержит СВЧ генератор с волноводом, магнитную систему и накальный трансформатор, укрепленные на открытой со всех сторон раме, которая установлена в СВЧ герметичном кожухе, открытом сверху. По периметру края кожуха с открытой стороны расположен гидрозатвор, по крайней мере одна часть которого находится внутри кожуха и в которой погружен край крышки кожуха. Переходной изогнутый волновод на торце, обращенном к волноводу рабочей камеры, имеет по крайней мере один соединительный фланец, которым он крепится к дну гидрозатвора, находящегося внутри кожуха СВЧ модуля, и к волноводу рабочей камеры. Второй торец переходного волновода, обращенный в волноводу генератора, расположен соосно с волноводом СВЧ генератора так, что их широкие и узкие стенки соответственно параллельны, а между ними торцами установлен фиксированный зазор, обеспечивающий согласование волноводов. На этом торце может быть предусмотрена радиопрозрачная перегородка.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для СВЧ нагрева.

Устройство содержит рабочую камеру 1 с волноводом ввода энергии 2, СВЧ генератор 3 с волноводом 4, магнитную систему 5, накальный трансформатор 6. СВЧ генератор 3 с волноводом 4, магнитная система 5 и накальный трансформатор 6 закреплены на раме 7, открытой со всех сторон, и образуют СВЧ модуль. Рама с СВЧ модулем установлена в СВЧ герметичном кожухе 8 с крышкой 9, край которой входит в гидрозатвор10, расположенный по периметру открытого края кожуха 8. Вдоль края стенки кожуха 8, находящейся напротив выхода генератора 3, гидрозатвор 10 находится внутри кожуха 8 и имеет по крайней мере такую ширину, чтобы в него могли войти край крышки 9 и конец волновода 2 с фланцем, расположенный за пределами крышки 9.

Если СВЧ генератор имеет волноводный вывод энергии с фланцем, то к фланцу может быть прикреплен отрезок волновода без фланца на его торце, обращенном к переходному волноводу 11. Переходной волновод 11 изогнут на 90^o и служит для передач СВЧ энергии от СВЧ генератора 3 к волноводу 2 рабочей камеры 1. Переходной волновод 11 на торце, обращенном к волноводу 2 имеет по крайней мере один фланец 12, которым он крепится в дну 13 гидрозатвора 10 и к волноводу 2. На этом торце может быть и два фланца, как изображено на рис. 1. На торце переходного волновода 11, обращенном к выходу генератора 3, может быть предусмотрена радиопрозрачная герметичная перегородка. Между этим торцем и торцем выходного волновода 4 СВЧ генератора 3 установлен фиксированный зазор, обеспечивающий согласование волноводов 11 и 4.

В СВЧ герметичном кожухе 7 предлагаемого устройства отсутствуют отверстия, кроме вентиляционных каналов, являющихся запредельными; сочленение волноводов находится в гидрозатворе, в который входит и крышка. Поэтому паразитное излучение за пределы корпуса полностью исключено.

Т. к. СВЧ модуль не связан механически с волноводом рабочей камеры, он может быть быстро и без труда извлечен из кожуха для ремонта или замены.

Предлагаемое устройство собирается следующим образом.

На раме 7, открытой со всех сторон, монтируют все элементы СВЧ модуля. Промежуточный изогнутый волновод 11 с фланцем 12 вставляют в отверстие в дне 13 гидрозатвора 10, расположенного внутри кожуха 8 и герметично, например, через прокладку, закрепляют на этом дне. Этим же фланцем, если он один, конец волновода 11, находящийся в гидрозатворе, герметично, например через прокладку, соединяют с фланцем волновода 2 рабочей камеры 1.

Кожух 8 выполнен герметичным, например Сварным, с гидрозатвором 10, расположенным по периметру открытого края кожуха 8. По крайней мере одна часть гидрозатвора 10 находится внутри кожуха 8.

В гидрозатвор 10 наливают энергопоглощающую жидкость, например, воду.

В кожух 8 устанавливают СВЧ модуль так, чтобы промежуточный волновод 11 и волновод СВЧ генератора 3 были соосны, их широкие и узкие стенки соответственно параллельны и между их торцами был фиксированный зазор, обеспечивающий согласование волноводов. После этого кожух 8 закрывают крышкой 9, края которой входят в гидрозатвор 10.

Кожух 8 устанавливают на опоры 14, которые могут быть выдвижными.

На торцах переходного волновода 11 и волновода 4 СВЧ генератора 3 или на одном из них могут быть фланцы. На торце переходного волновода 11 можно установить радиопрозрачную перегородку.

В настоящее время изготовлена и испытана действующая модель. Разрабатывается конструкторская документация для промышленного изготовления.

Список литературы.

1. Под редакцией Э. Окресса "СВЧ энергетика" том 2, Изд. "Мир", Москва 1971 г. стр. 28-31.

Шмырев В.В. "Устройство для СВЧ нагрева" а.с. N 786069 кл. H 05 B 6/64; др. авторы Куркуляли А.А. Колпаков М.И. и Гуманов Ю.Н.

Устройство для СВЧ нагрева предназначено для СВЧ обработки материалов и изделий. Цель изобретения - обеспечение надежности защиты от паразитных излучений, простота изготовления, ремонта и смены СВЧ модуля. В предлагаемом устройстве СВЧ модуль представляет собой СВЧ генератор с волноводом, магнитную систему и накальный трансформатор, укрепленные на раме, которая установлена в СВЧ герметичном кожухе с крышкой, входящей в гидрозатвор, расположенный по периметру верхнего края кожуха. По крайней мере одна часть гидрозатвора находится внутри кожуха и имеет такую ширину, чтобы в него могли войти край крышки и фланцевое соединение волновода рабочей камеры и промежуточного волновода. СВЧ модуль установлен в кожухе так, чтобы волновод СВЧ генератора и промежуточный волновод были соосны, их широкие и узкие стенки соответственно параллельны, а между их торцами установлен фиксированный зазор, обеспечивающий согласование волноводов. На торце промежуточного волновода, обращенном к волноводу СВЧ генератора может быть установлена радиопрозрачная герметичная перегородка. В СВЧ герметичном кожухе предлагаемого устройства отсутствуют отверстия, кроме вентиляционных, являющихся запредельными, сочленение волноводов находится в гидрозатворе, в который входит и крышка. Поэтому паразитное излучение за пределы полностью исключено. Т.к. СВЧ модуль не связан механически с волноводом рабочей камеры, он может быть быстро и без труда извлечен из кожуха для ремонта или замены. 1 з.п. ф-лы., 1 ил.

1. Устройство для СВЧ обработки, содержащее рабочую камеру с волноводом для ввода энергии и СВЧ-модуль, соединенные переходным волноводом, изогнутым на 90^o, и поглотитель СВЧ-энергии в виде гидрозатвора, отличающееся тем, что СВЧ-модуль укреплен на раме, установленной в электрогерметичном кожухе с крышкой, края которой входят в гидрозатвор, расположенный по периметру верхнего края кожуха и по крайней мере часть которого находится внутри кожуха, и в ней за пределами крышки находится соединение волновода рабочей камеры и переходного, изогнутого на 90^o волновода, один конец которого проходит через отверстие в дне гидрозатвора, второй конец обращен к волноводу СВЧ-генератора и его торец расположен соосно торцу волновода СВЧ-генератора так, что широкие и узкие стенки волноводов соответственно параллельны, а между ними существует зазор, обеспечивающий согласование волноводов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что конец изогнутого на 90^o волновода, проходящий через отверстие в дне гидрозатвора, крепится к этому дну фланцем.