Устройство для карбонизации углеродсодержащих изделий Советский патент 1982 года по МПК H05B6/64 

Изобретение относится к сверхвысокочастотному нагреву материалов в химической промышленности и может использоваться для карбонизации изделий.

Известно устройство для сверхвысокочастотного нагрева, содержащее Iсверхаысокочастотный генератор, подключенный через волновод к цилиндрической камере нагрева С входным и выходным отверстиями в торцовых стенках для прохождения технологического канала р J.

Однако известное устройство обладает низким КПД.

Цель изобретения - повышение КПД.

Для этого в устройстве для сверхвысокочастотного нагрева, содержащем сверхвысокочастотный генератор, подключенный через волновод к цилиндрической камере нагрева с входным и выходным отверстиями в торцовых стенках, для прохождения технологического канала, стенка цилиндрической камеры нагрева усечена плоскостью, параллельной ОС.И цилиндра, и BI ней, а также в стенке волновода выполнены поперечные щели, расположенные

в стенке цилиндрической камеры нагрева на расстоянии в четверть длины волны, а в стенке волновода эти расстояния уменьшены на величину, рав,0 ную ширине щели, разделенную на количество щелей, при торцовая стенка цилиндрической камеры нагрева, со стороны входа технологического канала, выполнена в форме кону,5 са, переходящего в трубу прямоугольного сечения..

На фиг. 1 представлена конструкция устройства для карбонизации углеродсодержащих изделий, вид сбоку,

20 на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 -сечение Б-Б на фиг. f.

Устройство содержит сверхвусокочастотный генератор 1, волновод 2, 9 цилиндрическую камеру нагрева 3 входное и выходное 5 отверстия, технологический канал 6, щели 7 и 8, трубу прямоугольного сечения 9. Устройство работает следующим образом. Энергия от сверхвысокочастотного генератора 1 по стандартному волноводу 2 через щели в стенкеволновода 2и щели 8 в плоской боковой стенке цилиндрической камеры нагрева 3. подается в камеру нагрева 3. В стенке камеры нагрева 3 щели 8 расположены на интервалах, равных четверти длины волны, а в стенке волновода интервалы между щелями 7 уменьшены на величину, равную ширине щели d разделенную на количество щелей N. При наложении щелей 7 в стенке волновода 2 на щели 8 в стенке камеры нагрева 3 образуются каналы для подачи сверхвысокочастотной энергии. Н эти каналы имеют разную ширину: там, где обе щели полностью совпадают, ши рина канала равна d; ширина всех остальных каналов равна d- й- пя, где m - количество интервалов, лежащих между каналом наибольшей ширины и со ответствующим каналом наименьшей ширины. Такое взаимное расположение щелей волновода 2 и камеры нагрева 3позволяет регулировать диаграмму направленности щелевого излучателя продольным перемещением волновода 2 относительно камеры нагрева 3, добиваться оптимального согласовдния сверхвысокочастотного генератора 1 с камерой нагрева 3- Волновод 2 закреп ляется таким образом, чтобы диаграмма направленности была наклонена к оси цилиндра под углом 20 навстречу движению изделия. Относительно хо лодная зеленая заготовка 1 вляется хорошим поглотителем СВЧ энергии. Так обеспечивается минимальный коэффициент отражения энергии из камеры нагрева 3 в волновод 2. Через выходное отверстие 5 в каме ру нагрева 3 подается нейтральный газ (навстречу движению изделия). Такая подача нейтрального газа, с одной стороны, обеспечивает предварительное охлаждение изделия, с другой - нагрев нейтрального газа, поступающего в камеру нагрева 3. Раскаленные газовые продукты отводятся из камеры нагрева 3 по входному верстию i и нагревают предварительно изделие, поступающее в камеру на- . грева 3. Такой способ подачи и отвода газов обеспечивает неокислительную среду в камере нагрева 3 и обеспечивает повышение КПД всего устройства. Экономическая эффективность применения предлагаемого устройства для карбонизации сверхвысокОЧастотным нагревом углеродсрдержащих изделий обеспечивается сокращением времени высокотемпературной термообработки, например для карбонизации образцов сечением 0,02X0,02 м при сверхвысокочастотном нагреве потрёбо валось 40 мин, а при конвективном нагреве 10 ч. Кроме того, в предлагаемом устройстве рационально используется СВЧ энергия, энергия раскаленных газов и энергия, аккумулированная нагретым изделием,что обеспечивает высокий КПД устройства. Формула изобретения Устройство для карбонизации углеродсрдержащих изделий, содержащее сверхвысокочастотный генератор, подключенный через волновод к цилиндрической камере нагрева с входным и выходным отверстиями в торцовых стенках, для прохождения технологического канала, от ли ц а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД,стенка цилиндрической камеры нагрева усечена плоскостью, параллельнойоси цилиндрау и в ней, а тёкже в стенке волновода выполнены поперечные щели, расположенные, в стенке цилиндрической камеры нагрева на расстоянии в четверть длины волны, а в стенке волновода эти расстояния уменьшены на величину, равную ширине щели, разделенную на количество щелей, при этом торцовая стенка цилиндрической камеры нагрева, со стороны входа технологического канала, выполнена в форме конуса, переходящего в трубу прямоугольного сечения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № ltkk3, кл. Н 05 В 9/06, 1979 (прототип).

Фиг, 3