Устройство для обработки различных веществ Советский патент 1938 года по МПК A61L2/12 

Вопрос обработки различных продуктов питания (мясо, жиры, рыба) и различных химических веществ (вулканизация резины, добыча эфирных масел для парфюмерной промышленности и пр.) при помощи электрических или (в некоторых частных случаях) магнитных полей ультравысокой частоты в настоящее время уже вышел из стадии предварительных опытов и в значительной своей части приобрел определенный характер. Поэтому технический процесс самого метода „облучения и совершенствование его как с точки зрения промышленной целесообразности, так и с точки зрения заводских эксплоатационных условий имеет крайне важное значение.

Основным недостатком существующих схем обработки различных объектов полями ультравысокой частоты является обособление генератора и фидерной линии, посредством которой колебательная мощность подводится от генератора к объекту. Это обособление осложняет весь процесс так, что фидерную систему приходится все время подстраивать в резонанс с генератором, что усложняет работу (особенно в заводских условиях), так

как настройка фидера непрерывно изменяется в процессе облучения объекта вместе с изменением пространственного положения, объема и физико-химического состояния объекта. Расстройка фидерной линии за счет объекта облучения неизбежна, так как она обусловлена изменением диэлектрической постоянной и магнитной проницаемости объекта в процессе облучения. Поэтому, вышесказанное относится одинаково ко всем случаям воздействия ультравысокими частотами на пищевые химические, а также и биологические объекты.

Кроме вышеуказанных неудобств, расстройка фидерной линии объектом неизбежно снижает коэфициент полезного действия генераторной установки. В стадии лабораторных исследований этот вопрос, быть может, и не имел большого значения, но в заводских условиях при наличии больших мощностей он, конечно, является решающим.

Попытки, которые делались рядом авторов, подвергать объекты облучению непосредственно в контуре генератора даже в лабораторных условиях не могли увенчаться успехом вследствие конструктивных трудностей. В завод

ских же условиях такой путь совершенно неприемлем, так как по самым элементарным технологическим требованиям производства генератор не может быть совмещен непосредственно с облучающим устройством.

Предлагаемая схема фидерного генератора имеет целью все эти вопросы разрешить в положительном смысле.

На фиг. 1 представлен такой генератор с одной лампой, на фиг. 2- то же с двумя лампами, на фиг. 3- вариант схемы, по которой облучение происходит в соленоиде. Здесь А - лампы, L - распределенные или сосредоточенные контурные самоиндукции. La-блокировочные дроссели, Ск -блокировочно-контурные конденсаторы. Со - конденсатор для облучения объекта либо, в случае, если облучение его производится в спирали, „балансный конденсатор, / - фидерная линия.

Принцип работы такого генератора очень прост и заключается в следующем.

Обращаясь к фиг. 1, допустим, что мы преобразовали генератор таким образом: отключив от генератора провода /, мы замкнули внешние пластины конденсаторов Ск кратчайщей перемычкой. Тогда, очевидно, мы будем иметь обычную схему генератора Эзау с двумя последовательно включеннь1ми блокировочными емкостямй С,;, общая емкость которых будет

С .-o-Q.+C,

С изменением этих емкостей С,, волна генератора изменится в некоторых пределах . Как известно, изменение в данном случае обусловлено тем обстоятельством, что, благодаря наличию в линии генератора емкостей С,.-, создаются условия резонанса напряжения, т. е. создаются такие условия, когда благодаря наличию емкостного сопротивления конденсаторов С,.-, из контура генератора как бы исключается некоторая часть индуктивного сопротивления в соответствии с равенством

--/c,i

или для Лехеровой системы с индуктивной реакцией

0

где Zo Pftg тх - входное сопротивление линии в точках включения емкостей.

Таким образом, изменение емкости С,: равносильно изменению самоиндукции проводов, образующих колебательный контур. Ясно, что изменение этой емкости Ск может осуществляться как за счет изменения расстояния между пластинами, так и за счет диэлектрической постоянной, но при этом условии резонанса напряжения останутся прежними, и только точка а нулевого потенциала сместится по контуру генератора в ту или иную сторону.

Допустим теперь, что мы сняли перемычку, замыкающую конденсаторы Ск , и замкнули их на некоторую линию, состоящую из проводов / и емкости Со . в том случае, если в данной линии осуществлено условие резонанса напряжения, т. е.

- / -- -Ь / ы I О шс -

(где L - самоиндукция проводов / и с - емкость Со), очевидно, подключение линии / будет равнозначно короткому замыканию наружных пластин конденсаторов С,- перемычкой. Если же

--у - .

- (DC ТО подключение линии / должно вызвать изменение в сторону увеличения при

/ 6) - / -

шс

И В сторону уменьщения при / W Z. - / - .

яс

При этом необходимо заметить, что максимальная длина линии / ограничивается условием

tg тх О,

т. е. индуктивным характером входного сопротивления линии. Более того, не вдаваясь в детали, можно сказать, что для данного случая это условие ограничивается первой четвертью волны. Следовательно ,25Х,

но все же, несмотря на малую длину /, подобная система облучения имеет громадные преимущества, так как она совершенно исключает расстройку генератора с фидером. Помимо того, с точки зрения технического процесса облучения длина линии / 0,25 - вполне достаточна, так как стремиться к большому укорочению волны при обработке ультракороткими волнами различных объектов нет смысла и вполне можно ограничиться ж. Тогда / может быть порядка 1,5-3м, что уже достаточно с точки зрения производственных условий.

На фиг. 3 представлена схема, где облучение производится в соленоиде LS . Соленоид LS и емкость Со , как и в предыдуш,их случаях, образуют контур резонанса напряжений, но самый соленоид выполнен так, что магнитные потоки преобразованной в соленоид Лехеровой системы складываются. При условии симметрии разность потенциалов между витками приближается к нулю, и электрическое поле таким образом замыкается по радиусу соленоида.

Такое включение витков соленоида представляет то преимуш,ество, что электрические и магнитные поля будут иметь наибольшие сгущения в центре соленоида, а не между соседними витками, чем достигается более равномерный глубинный прогрев объекта.

При помощи конденсатора Со осуществляется первоначальная настройка.

Изоляция помещенного внутри соленоида объекта может быть осуществлена в виде кварцевой трубы, как это уже и делается на некоторых предприятиях. В последней схеме (фиг. 3) емкость Со рекомендуется брать малой величины, так как, имея в виду условие

,

чем меньше будет емкость Со , тем больше мы можем взять самоиндукцию соленоида LS , а следовательно при том же диаметре большую его длину.

Предмет изобретения.

Устройство для обработки различных веществ и тканей полями ультравысокой частоты, отличающееся тем, что, с целью устранения влияния изменения положения облучаемого объекта или изменения его состояния или свойств на режим облучения, для подвода энергии от генератора к облучаемому объекту применен резонансный контур напряжения, самоиндукция которого выполнена в виде фидера, включенного последовательно с контуром генератора в пучности тока его и соединенного на своем конце с конденсатором облучаемого объекта.

к авторскому свидетельству П. М. Винни к

№ 53504

л г

а

f L Ldt.

Tf

г.

Ck

IJL

LT

-ri

Ck

фиг.2 , a

J-y

Ka

™ Oa a 1