УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА В ПОЛЕ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ Советский патент 1941 года по МПК F27B17/00 

При термической обработке, например, сушке изделий, имеющих форму тел вращения, в условиях существующих высокочастотных установок не удается обеспечивать равномерного протекания процесса термической обработки по всему поперечнику изделий. Это вызвано тем, что части поверхности изделий, обращенные к обкладкам конденсатора, находятся в условиях более интенсивного воздействия электрического поля, чем те части, которые расположены на большем отдалении от обкладок.

Неравномерность прогрева круглых изделий по всему их объему не позволяет в полной, мере использовать преимущества высокочастотной обработки.

Поэтому эффективность термической обработки круглых изделий значительно уступает результатам соответствующей обработки плоских изделий, устанавливаемых между параллельными пластинами обычного конденсатора.

Получающийся при таких условиях перерасход электроэнергии тормозит применение высокочастотного способа термической обработки круглых изделий.

Указанные недостатки усугубляются в случае сложной конфигурации изделия, например, при наличии ребер, выступов, впадин, когда неравномерность процесса ведет к особо неблагоприятным последствиям.

Отрицательные стороны, свойственные существующему методу обычной высокочастотной сушки с помещением подлежащего термической обработке объекта между пластинами конденсатора, для полых круглых тел вращения могут быть устранены при помощи предлагаемого изобретения.

Согласно изобретению, в целях получения возможно малой емкости конденсатора, между обкладками которого нагревается тело, а, следовательно, для возможности нагрева токами возможно более высокой частоты, одна обкладка конденсатора выполняется в виде сплошной замкнутой поверхности, соответствующей форме одной поверхности изделия (например, внутренней полости), а вторая делается подвижной вокруг изделия и имеет форму полоски, соответствующей другой (например, наружной) поверхности изделия.

На фиг. 1 дан разрез по линии АА на фиг. 2; на фиг. 2 - разрез по линии ВВ на фиг. 1 предлагаемого устройства для термической обработки, например, большого фарфорового изолятора.

Переменное электрическое поле создается в конденсаторе между неподвижной цилиндрической внутренней его обкладкой 2 и наружной 3, цельной или составленной из нескольких отдельных частей и повторяющей наружную форму изделия 1, но по своей ширине охватывающей лишь часть его поверхности. Для равномерного прогрева всей массы изделия 1 обкладка 3 приводится во вращение, что заставляет перемещаться силовые линии переменного электрического поля по окружности тела вращения 1 с соответствующей скоростью, регулируемой посредством редуктора 10 (в некоторых случаях обкладка 3 может оставаться неподвижной, а вращаться при этом должно изделие 1, устанавливаемое для этой цели на вращающуюся подставку).

Подвижная обкладка 3 укреплена на соответствующей рычажной системе 4-5, которая в свою очередь укреплена на оси 6, совпадающей с осью тела вращения 1. Ось 6, электрически изолированная от редуктора 10, соединена с одним из концов катушки самоиндукции 7, другой конец которой соединен с заземлением 11. Так как центральная обкладка конденсатора 2 также соединена с заземлением 11, то вся система образует замкнутый колебательный контур, настроенный на соответствующую частоту (длину волны). Благодаря незначительной емкости конденсатора, вследствие незначительной площади вращающейся обкладки 3 и соответственно подобранной величине самоиндукции катушки 7, термическая обработка изделий может производиться при возможно более коротких волнах, чем достигается интенсификация процесса обработки.

Электрическая энергия в форме высокочастотных колебаний подводится к контуру посредством индуктивной (или иного вида) связи его с катушкой 8 генератора высокой частоты 9.

Применительно к условиям практики описанная схема может быть изменена таким образом, чтобы за заземленной и, следовательно, имеющей нулевой потенциал, была вращающаяся обкладка 3; неподвижная центральная обкладка в этом случае будет соединена с одним из концов катушки самоиндукции 7. Принцип действия схемы при этом не изменяется.

Тот же принцип действия предлагаемой установки может быть сохранен и в том случае, когда подвергаемое термической обработке изделие будет окружено сплошной неподвижной обкладкой, а вращаться будет вторая обкладка, расположенная в его полости.

Благодаря вращательному движению объекта термообработки или обкладки конденсатора величина электрической емкости колебательного контура потребуется значительно меньшая по сравнению с существующими высокочастотными установками, в которых пластины должны иметь большие размеры, чем изделие.

В связи с этим в предлагаемой установке процесс термообработки может быть ускорен за счет применения более коротких волн, а потребные площади и расход электроэнергии будут сокращены.

Положительное влияние на увеличение скорости процесса и улучшение расходных показателей, а также на повышение качества продукции имеет также применение фасонных конденсаторов, позволяющих создать по всему периметру изделия минимально допустимый зазор равномерной ширины.

Такое устройство способствует равномерности протекания процесса даже при термообработке изделий сложной формы.

Так как осуществление вращательного движения обусловливает компактность всего устройства, то коротковолновая установка может быть оформлена в виде передвижного агрегата, что позволяет термически обрабатывать токами высокой частоты громоздкие нетранспортабельные изделия на месте их изготовления.

То обстоятельство, что конденсаторы составлены из отдельных передвижных и заменяемых частей, делает предлагаемое устройство легко приспособляемым к выпуску изделий различного размера и конфигурации, создавая гибкость в эксплоатации, что особенно важно при выпуске относительно небольших количеств каждого вида ассортимента.

Устройство для нагрева в поле высокой частоты изделий, имеющих форму полых тел вращения, отличающееся тем, что, с целью получения возможно малой емкости конденсатора, между обкладками которого нагревается тело, а, следовательно, для нагрева токами возможно более высокой частоты, одна обкладка конденсатора выполнена в виде сплошной замкнутой поверхности, соответствующей форме одной поверхности изделия (например, внутренней полости), а другая обкладка - в форме узкой, подвижной вокруг изделия, полоски, соответствующей конфигурации другой поверхности изделия (например, наружной).