Сверхвысокочастотная печь Советский патент 1992 года по МПК H05B6/64 

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот, а именно к конструкции сеерхвЫ Сокочастотных печей для нагрева и сушки диэлектрических материалов, например, пищевых продуктов.

Известна сверхвысокочастотная печь, содержащая вращающийся в нагревательной камере излучатель, образованный выхо- дящим из вопновода вертикальным стержнем с горизонтальным сегментом треугольной формы.

Подобная конструкция СВЧ-печи не обеспечивает равномерный нагрев обрабатываемого материала.

Известна СВЧ-печь, выбранная в качестве прототипа, содержащая СВЧ-генера- тор, волновод, излучатель, подсоединенный к камере нагрева, внутри которой на металлической полочке по периметру камеры.

вблизи ее дна, установлена диэлектрическая подставка для нагреваемого материала. Для распределения электромагнитного поля в нагревательной камере в этой конструкции СВЧ-печи используются потоки жидкости,пропускаемыечерез радиопрозрачные трубы.

Недостаток известной конструкции заключается в недостаточно равномерном распределении электромагнитного поля в камере нагрева и, соответственно, неравномерном нагреве обрабатываемого материала, в частности из-за зависимости этого распределения от изменения нагрузки и параметров СВЧ-генератора.

Целью изобретения является обеспечение равномерности нагрева обрабатываемого материала за счет равномерного распределения СВЧ-поля в камере нагрева.

VI О

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции СВЧ-печи, содержащей СВЧ-генератор, подсоединенный через отрезок волновода и излучатель к камере нагрева, диэлектрическую подставку для размещения нагреваемого материала, которая установлена внутри камеры и закреплена на полочке, выполненной в виде замкнутого по периметру дна камеры нагрева контуру из металлических полос, излучатель выполнен в виде квадратной пластины и расположенной параллельно ей металлической пластины , которая закреплена на внутренней поверхности верхней стенки камеры нагрева, квадратная пластина соединена с отрезком волновода посредством металлического штыря связи, проходящего через отверстие в металлической пластине, и с верхней стенкой камеры нагрева - посредством короткозамыкающей перемычки, при этом ширина металлической полочки Я /8, а расстояние от полочки до дна камеры нагрева составляет Я/8, причем в верхней части боковых стенок камеры нагрева выполнены пазы глубиной Я/2, где - длина волны в камере нагрева.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию новизна. При изучении других известных технических решений в данной области техники ус- тановлено соответствие заявляемого технического решения критерию существенные отличия.

На чертеже показан общий вид СВЧ-печи

Сверхвысокочастотная печь содержит излучатель в камере нагрева 1, подсоединенный через отрезок волновода 2 к СВЧ- генератору 3. Излучатель выполнен в виде квадратной пластины 4 и расположенной параллельно ей металлической пластины- экрана 5, которая закреплена на внутренней поверхности верхней стенки 6 камеры нагрева 1. Для возбуждения квадратная пластина 4 соединена с отрезком волновода 2 посредством металлического штыря связи 7, проходящего через изолированное отверстие 8 в пластине-экране 5. Квадратная пластина 4 посредством короткозамыкающей перемычки 9 соединена с металлической пластиной-экраном 5, а значит с верхней стенкой 6 камеры 1.

Конструкция излучателя, при выполнении известны расчетных соотношений относительно размеров элементов тракта волновод-излучатель. обеспечивает возбуждение в камере нагрева СВЧ-поля с круговой изоляцией, наиболее эффективного для

нагрева электрически анизотропных материалов, какими являются, в частности, многие продукты, а также хорошее согласование передающего тракта с излучающей системой.

Для компенсации интерференционных явлений, возникающих из-за отражения электромагнитных волн от стенок камеры и приводящих к неоднородности Поля, в вер0 хней части боковых стенок камеры нагрева 1 выполнены дроссельные секции в виде пазов 10, глубиной в половину длины волны. Для воздействия электромагнитных волн на нижнюю часть обрабатываемого материала

5 11 внутри камеры нагрева 1 на полочке 12, выполненной в виде замкнутого по периметру дна камеры контура из металлических полос, закреплена диэлектрическая подставка 13. При этом ширина полочки 12, а

0 также расстояние от полочки 12 до дна камеры нагрева 1 составляет одну восьмую длины волны в камере нагрева 1. Выбор размеров дроссельных пазов 10, ширины полочки 12 и расстояния от полочки 12 до

5 дна камеры 1 основан на результатах проведенных экспериментов. При данных соотношениях размеров величина коэффициента стоячей волны по напряжению Кет. И при различных объемах нагрузки является ми0 нимальной и составляет значения порядка 1,18-1,22, при этом потери на отражения составляют значения порядка 1% мощности СВЧ-генератора.

Таким образом, использование в СВЧ5 печи излучателя, формирующего электромагнитное поле с круговой поляризацией и обеспечивающего хорошее согласование передающего тракта с излучающей системой, а также конструктивные особенности

0 камеры нагрева, способствующие улучшению согласования излучающей системы с нагрузкой, обеспечивают равномерное распределение СВЧ-поля в камере нагрева и, следовательно, равномерный нагрев обра5 батываемого материала. Экспериментально подтверждено, что относительное изменение энергии СВЧ-колебаний в любой точке рабочего объема СВЧ-печи составляет не более 3 дБ.

0 Формула изобретения

Сверхвысокочастотная печь, содержащая СВЧ-генератор, подсоединенный через отрезок волновода и излучатель к камере нагрева, диэлектрическую подставку для

5 размещения нагреваемого материала, которая установлена внутри камеры нагрева и закреплена на полочке, выполненной в виде замкнутого по периметру дна камеры нагрева контура из металлических полос, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения

равномерности нагрева, излучатель выполнен в виде квадратной пластины и расположенной параллельно ей металлической пластины, которая закреплена на внутренней поверхности верхней стенки камеры нагрева, квадратная пластина соединена с отрезком волновода посредством металлического штыря связи, проходящего через отверстие в металлической пластине, и с

верхней стенкой камеры нагрева - посредством короткозамыкающей перемычки, при этом ширина металлических полос равна Я/8, а расстояние от полочки до дна камеры нагрева составляет Я /8, причем в верхней части боковых стенок камеры нагрева выполнены пазы глубиной Я/2, где Я - длина волны в камере нагрева.

Использование: нагрев и сушка диэлектрических материалов, например пищевых продуктов. Сущность изобретения; сверхвысокочастотная печь содержит СВЧ-гене- ратор, подсоединенный через отрезок волновода и излучатель к камере нагрева (КН), диэлектрическую подставку для размещения нагреваемого материала. Диэлектрическая подставка установлена на полочке, выполненной в виде замкнутого по периметру дна КН контура из металлических полос шириной Я/8. Излучатель состоит из квадратной пластины и параллельной ей металлической пластины, закрепленной на внутренней поверхности верхней стенки КН. Квадратная пластина соединена с отрезком волновода посредством металлического штыря, проходящего через отверстие в металлической пластине, и со стенкой КН - посредством короткозамыкающей перемычки. В верхней части боковых стенок КН выполнены полуволновые пазы. Расстояние от дна КН до полочки Я /8 где Я - длина волны КН, 1 ил. сл