ПЕЧЬ СВЧ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2009 года по МПК H05B6/78 F26B3/347 

Изобретение относится к устройствам для тепловой обработки теплоизоляционных материалов и может быть использовано для изготовления строительных блоков.

Известна контейнерная СВЧ печь (патент №2060600 RU, 20.05.1996 г.), состоящая из камеры нагрева СВЧ токами, конвейера и шлюзов на входе и выходе камеры нагрева, которые, согласно требованиям техники безопасности, уменьшают интенсивность электромагнитных волн до 10 мкВт/см². Шлюзы снабжены поворачивающимися шторками-отражателями, с возможностью поворота на 1/2 длины волны. Однако такая конструкция увеличивает трудозатраты и не обеспечивает равномерность прочностных и теплофизических характеристик изделия из-за остаточного содержания излишней влаги и газов, неравномерно распределенных по объему изделия.

Технической задачей изобретения является расширение технических возможностей устройства, повышение качества теплоизоляционных изделий.

Техническим результатом использования изобретения является снижение энергозатрат и трудозатрат при изготовлении теплоизоляционных диэлектрических изделий, имеющих равнопористую структуру, обеспечение равномерности прочностных и теплофизических характеристик изделия по всему объему.

Указанный технический результат достигается за счет того, что конвейерная СВЧ печь, содержит камеру нагрева СВЧ токами, СВЧ-генератор (узел ввода энергии), волновод и конвейер, причем на одном конце камеры нагрева установлена стенка, на которой размещен узел ввода энергии, выполненный в виде прямоугольного волновода и излучающего штыря, и герметизированный от корпуса камеры нагрева диэлектрическим стаканом из радиопрозрачного материала. В камере нагрева расположена часть металлической трубы, проходящей через стенку и установленной соосно с волноводом. Стык между трубой и стенкой герметично заделан специальной перфорируемой жестью. Внутри трубы проходит конвейер с формами, заполненными диэлектрическим материалом, на котором размещена система подачи воздуха. Длина участка трубы, размещенного в камере нагрева, выбирается равной или большей четверти длины волны в камере нагрева. Узел ввода энергии установлен между боковыми поверхностями камеры нагрева и трубы. Соотношение диаметров нагрева и трубы выбирается из условия:

D-d≈λ_кр·Е₂,

где

D - диаметр камеры нагрева;

D - диаметр трубы;

λ_кр - длина волны в камере нагрева (круглом волноводе);

λ_кр·Е₂ - критическая длина волны Е₂.

На чертеже изображена печь СВЧ для непрерывной обработки теплоизоляционных диэлектрических изделий.

Установка содержит узел ввода энергии, выполненный в виде прямоугольного волновода 1 и излучающего штыря 2, установленных на стенке 7, которая размещена на одном конце камеры нагрева 3. Конвейер 4 с формами для диэлектрического материала 5 и системой подачи воздуха проходит через трубу 6, которая, в свою очередь, через стенку 7 частично выступает в камеру нагрева 3. Длина участка трубы 6, расположенная в камере нагрева 3, выбирается равной или большей четверти длины волны в камере нагрева 3. Узел ввода энергии герметизирован от корпуса камеры нагрева 3 диэлектрическим стаканом 8 из радиопрозрачного материала. Камера нагрева 3 имеет на конце сужение 9.

Печь СВЧ для непрерывной обработки теплоизоляционных диэлектрических изделий работает следующим образом. Подводящий энергию волновод 1 преобразует основную волну Е прямоугольного волновода с помощью штыря 2 в волну Е₂ коаксиального волновода, которая распространяется в камере нагрева 3 в пространстве между круглым корпусом камеры нагрева 3 и отрезом трубы 6 в направлении от стенки 7 и взаимодействует с нагреваемым материалом изделия 5. За счет того что длина участка трубы 6, расположенная в камере нагрева 3, выбирается равной или большей четверти длины волны в камере нагрева 3, которая играет роль волновода, обеспечивается устойчивое возбуждение волны Е₂.

Поскольку узел ввода энергии вынесен из зоны нагрева изделия, то зона возбуждения волны Е₂ не влияет на процесс нагрева, т.е. на равномерность.

Так как существование волны в коаксиальном волноводе определяется лишь соотношением диаметров камеры нагрева 3 и металлической трубы 6, следовательно, для печи практически снято ограничение на размеры термообрабатываемого изделия.

Неиспользованная энергия, составляющая примерно 11% от мощности установки, попадает в выходной участок 9, где полностью поглощается диэлектрическим материалом 5.

Продувка воздухом с t=110°С обеспечивает удаление с поверхности изделия излишней влаги и газов, создает градиент температур, направленных от центра изделия к его поверхности, за счет чего пары и газы удаляются из массы материала, согласно парциальным давлениям, зависящим от градиента температур.

Вышеперечисленные условия, создаваемые печью СВЧ, способствуют равномерному удалению, и излишков влаги, и газов по объему изделия до момента закрытия пор, что обеспечивает одинаковые прочностные и теплофизические характеристики по всему объему изделия при его различных конфигурациях и размерах.

При помощи предлагаемой печи СВЧ были получены строительные блоки размером 588×288×200 мм, которые были использованы при строительстве зданий, с последующей их облицовкой.

Из существующего уровня техники не выявлены технические решения, имеющие аналогичную совокупность существенных признаков, что отвечает условию патентоспособности - «новизна».

Совокупность существенных признаков предлагаемого технического решения позволяет получить новый технический результат, что отвечает условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемая печь СВЧ может быть использована для изготовления строительных блоков различных размеров и конфигурации, что отвечает условию патентоспособности «промышленная применимость».

Изобретение относится к устройствам для тепловой обработки теплоизоляционных материалов и может быть использовано для изготовления строительных блоков. Печь СВЧ содержит камеру нагрева СВЧ токами, СВЧ-генератор (узел ввода энергии), волновод и конвейер, причем на одном конце камеры нагрева установлена стенка, на которой размещен узел ввода энергии, выполненный в виде прямоугольного волновода и излучающего штыря и герметизированный от корпуса камеры нагрева диэлектрическим стаканом из радиопрозрачного материала. В камере нагрева расположена часть металлической трубы, проходящей через стенку и установленной соосно с волноводом. Внутри трубы проходит конвейер с формами, заполненными диэлектрическим материалом, на котором размещена система подачи воздуха. Длина участка трубы, размещенного в камере нагрева, выбирается равной или большей четверти длины волны в камере нагрева. Узел ввода энергии установлен между боковыми поверхностями камеры нагрева и трубы. Печь СВЧ позволяет снизить энергозатраты и трудозатраты при изготовлении теплоизоляционных диэлектрических изделий, имеющих равнопористую структуру, обеспечить равномерность прочностных и теплофизических характеристик изделия по всему объему. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Печь СВЧ для непрерывной обработки теплоизоляционных диэлектрических материалов, содержащая камеру нагрева СВЧ токами, СВЧ-генератор (узел ввода энергии), волновод и конвейер, отличающаяся тем, что на одном конце камеры нагрева установлена стенка, на которой размещен узел ввода энергии, выполненный в виде прямоугольного волновода и излучающего штыря, и герметизированный от корпуса камеры нагрева диэлектрическим стаканом из радиопрозрачного материала, а также в камере нагрева расположена часть металлической трубы, проходящей через стенку, и установленной соосно с волноводом, причем таким образом, что внутри трубы размещен конвейер с формами, заполненными диэлектрическим материалом, а также размещена система подачи воздуха.

2. Печь СВЧ для непрерывной обработки теплоизоляционных диэлектрических материалов по п.1, отличающаяся тем, что длина участка трубы, размещенного в камере нагрева, выбирается равной или большей четверти длины волны в камере нагрева.

3. Печь СВЧ для непрерывной обработки теплоизоляционных диэлектрических материалов по п.1, отличающаяся тем, что узел ввода энергии установлен между боковыми поверхностями камеры нагрева и трубы.

4. Печь СВЧ для непрерывной обработки теплоизоляционных диэлектрических материалов по п.1, отличающаяся тем, что соотношение диаметров камеры нагрева и трубы выбирается из условия
D-d≈λ_кр·E₂,
где D - диаметр камеры нагрева;
D - диаметр трубы;
λ_кр - длина волны в камере нагрева (круглом волноводе);
λ_кр·Е₂ - критическая длина волны Е2.

5. Печь СВЧ для непрерывной обработки теплоизоляционных диэлектрических материалов по п.1, отличающаяся тем, что камера нагрева имеет на конце сужение.