СВЧ-устройство для обработки материалов Советский патент 1990 года по МПК H05B6/64 

Изобретение относится к СВЧ-устрой- ствам для обработки материалов (стерилизация жидкостей} и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, на предприятиях пищевой промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки за счет перемешивания продукта.

На чертеже представлено СВЧ-устрой- ство для обработки материалов,

Устройство для обработки материалов содержит СВЧ-генератор 1, излучатель 2, входную 3 и выходную 4 крышки, корпус 5 камеры нагрева, поглощающую нагрузку 6, излучатель 7, первый 8 и второй 9 согласо- ватели, электромотор 10, привод 11, диэлектрический э кран 12, отверстия 13, канал 14, блок 15 для подачи воздуха, трубки t6. Излучатель 7 состоит по крайней мере из двух (или более) меандровых линий, соединенных в точках, лежащих на оси корпуса 5, и связан с СВЧ-генератором 1,

СВЧ-устройство для обработки материалов работает следующим образом.

Влага, испаряемая из обрабатываемого продукта, через отверстия 13 в диэлектрическом экране 12 попадает в пространство между корпусом и диэлектрическим экраном 12 и с помощью воздуха, нагнетаемого блоком 15, удаляется наружу через отверстия в входной крышке 3,

Диэлектрический экран 12 может быть выполнен в виде цилиндра из диэлектрика с отверстиями малых.размеров (размер отверстий меньше минимальных размеров обрабатываемого продукта) или в виде диэлектрического каркаса, обтянутого, например, капроновой сеткой.

Со стороны входа и выхода продукта устройство снабжено крышками 3 и 4. Крышки представляют собой волноводный фильтр типа сотовой решетки. Радиус отверстий, т.е. фактически радиус трубок в крышке, должен быть в 10-15 раз меньше длины волны генератора. При этом оогон- ное затухание, рассчитанное на единицу длины, для низшего типа колебаний Ни может быть определено из соотношения дБ/см,

Продукт, находящийся в корпусе 5, при работе СВЧ-генератора 1 подвергается воздействию СВЧ-излучения. Происходит СВЧ- нагрев продукта, при этом тепло выделяется 5 непосредственно внутри обрабатываемого продукта.

Корпус 5 изготовлен, как и крышки, из электропроводящего материала, например из латуни. Из-за низкого фактора потерь 10 стенок корпуса очень небольшая доля энергии в них затухает. Энергия отражается стенками корпуса, поэтому нагрев корпуса не происходит.

При анализе происходящих процессов 15 необходимо учитывать распределение поля внутри устройства, где обрабатывается продукт, С электродинамической точки зрения данная система представляет собой линию передачи, внутренний проводник которой 20 выполнен в виде меандровой структуры (прямоугольная .или круглая металлическая гребенка, длина зуба и впадины которой зависят от рабочей частоты и обрабатываемого материала), причем таких структур, 25 электрически соединенных в параллель, по крайней мере две.

Электромагнитное поле такой системы представляет собой поверхностную электромагнитную волну, сконцентрированную 30 вблизи меандра (гребенки). Это поле вследствие поверхностного его характера спадает в направлении, ортогональном плоскости меандра, т,е. оно сконцентрировано вблизи внутреннего проводника линии (нагревате- 35 ля),

В случае осуществления вращения картина поля перестает быть неоднородной по азимуту. Корпус 5 по сути дела играет роль экрана, препятствующего проникновению 0 СВЧ-излучения в пространстве.

Вращение излучателя 7 осуществляется через вращаюш,иеся первый и второй согла- сователи 8 и 9 посредством привода 11 и электромотора 10, Вращение излучателя 7 5 обеспечивает равномерность поля и перемешивание продукта во время обработки.

Первый согласователь 8 может быть выполнен в виде коаксиального реактивного шлейфа и обеспечивает минимальные поте- 0 ри электромагнитной энергии при ее движе- от генератора СВЧ в рабочую камеру, В

данном случае используется экспериментально подбираемый шлейф на фиксированную частоту - f.

На эту же частоту подобрана согласованная поглощающая нагрузка 6, выполненная, например, из графита. Канал 14 может быть соединен с блоком для подачи воздуха, например, посредством полых радиально расположенных трубок 16 с отверстиями для поддува воздуха, размеры ,.которь х меньше минимальных размеров обрабатываемого продукта.

Формул а изобретения 1. СВЧ-устройство для обработки материалов, содержащее последовательно соединенные генератор СВЧ, излучатель, расположенный в корпусе камеры нагрева, и блок для подачи воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обработки за счет перемешивания продукта, излучатель выполнен в виде по крайней мере двух меандровых линий, соединенных в точках, лежащих на продольной оси корпуса камеры нагрева, и установлен с возможностью вращения вокруг этой оси.

2. СВЧ-устройство по п. 1. о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что блок для подачи воздуха соединен с каналом, который образован межДу корпусом камеры нагрева и располо- 5 женным в нем введенным диэлектрическим экраном с отверстиями.

0

Изобретение относится к устройствам для СВЧ-обработки материалов и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве. Цель - повышение эффективности обработки за счет перемешивания продукта. СВЧ - устройство дл обработки материалов содержит излучатель 2, входную 3 и выходную 4 крышки, корпус 5 камеры нагрева, поглощающую нагрузку 6, излучатель 7, первый 8 и второй 9 согласователи, электромотор 10, диэлектрический экран 12 с отверстиями 13, канал 14, блок 15 подачи воздуха. Цель достигается тем, что излучатель 7 выполнен в виде, по крайней мере, двух меандровых линий, соединенных в точках, лежащих на продольной оси камеры нагрева, и установлен с возможностью вращения вокруг этой оси. Для отвода испаряемой из обрабатываемого материала влаги используется канал, образованный между диэлектрическим экраном 12 с отверстиями 13 и корпусом 5 камеры нагрева и соединенный с блоком 15 подачи воздуха. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.