Волноводная камера для термообработки диэлектриков

 

Изобретение относится к устройствам сверхвысокочастотного нагрева и предназначено для термообработки диэлектриков. Целью изобретения является повышение равномерности нагрева обрабатываемого диэлектрика и увеличение производительности камеры. Камера содержит верхние входные волноводы, нижний волновод, радиопрозрачный диэлектрик и лоток с обрабатываемым диэлектриком. Верхние волноводы прямоугольного сечения с линейно изменяющейся высотой узкой стенки расположены параллельно и соприкасаются по узкой стенке. При этом они включены поочередно встречно, т.е. входы любых двух соприкасающихся волноводов направлены в противоположные стороны. Весь объем верхних волноводов заполнен радиопрозрачным диэлектриком, например фторопластом. Нижний волновод расположен параллельно верхним волноводам и соединен с ними по широкой стенке. В нижний волновод помещается лоток с обрабатываемым диэлектриком. Для удаления паров и газов в стенках нижнего волновода выполнены отверстия и каналы. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам сверхвысокочастотного нагрева и предназначено для термообработки диэлектриков.

Известна волноводная камера для термообработки диэлектриков [1] выполненная из двух параллельно расположенных отрезков волновода, соединенных по широкой стенке перегородкой из диэлектрика, причем высота узкой стенки входного волновода изменяется по линейному закону, а во второй волновод помещен лоток с обрабатываемым диэлектриком.

Недостатком известной камеры является возможность деформации перегородки при термообработке диэлектрика с повышенной влажностью или диэлектрика, изменяющего свой объем и свою форму при обработке.

Наиболее близкой к изобретению является волноводная камера для термообработки диэлектриков [2] содержащая два параллельно расположенных отрезка волновода, соединенных по сплошной стенке, причем входной волновод полностью заполнен диэлектриком и высота узкой стенки входного волновода изменяется по линейному закону, а во второй волновод помещают лоток с обрабатывающим диэлектриком.

Однако указанная камера не обеспечивает равномерного объемного нагрева диэлектрика вследствие того, что линейный закон изменения высоты узкой стенки входного волновода не является оптимальным с точки зрения равномерного тепловыделения в нагреваемом объеме [3] Это делает нецелесообразным ее использование в тех случаях, когда к разбросу температур по объему обрабатываемого диэлектрика предъявляются повышенные требования. В то же время реализация волновода с оптимальным продольным профилем технически сложна, и его изготовление потребовало бы больших трудозатрат. Кроме того, указанная камера имеет малый рабочий объем. Увеличение рабочего объема путем увеличения линейных размеров камеры и мощности СВЧ-излучения представляется неэффективным вследствие снижения КПД камеры, значительного повышения неравномерности объемного нагрева и возможности пробоя диэлектрика.

Целью изобретения является повышение равномерности нагрева обрабатываемого диэлектрика и увеличение производительности камеры.

Поставленная цель достигается тем, что в известной камере для термообработки диэлектриков, содержащей два параллельно расположенных отрезка волновода, соединенных по широкой стенке, так что входной волновод полностью заполнен диэлектриком, и высота узкой стенки входного волновода изменяется по линейному закону, а во второй помещен лоток с обрабатываемым диэлектриком, введены дополнительные входные волноводы с линейно изменяющейся высотой узкой стенки, заполненные диэлектриком и связанные с волноводом, в который помещен лоток с обрабатываемым диэлектриком по его широкой стенке, при этом общее количество входных волноводов равно по меньшей мере четырем, они расположены параллельно, соприкасаются по узким стенкам и включены поочередно встречно.

Совокупность вновь введенных конструктивных признаков не следует явным образом из уровня техники, поэтому предлагаемую волноводную камеру для термообработки диэлектриков следует считать новой и имеющей изобретательский уровень.

На фиг.1 изображена волноводная камера для термообработки диэлектриков; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Камера содержит входной волновод 1, дополнительные входные волноводы 2, волновод 3, диэлектрик 4, лоток 5 с обрабатываемым диэлектриком 6.

Входной волновод и дополнительные входные волноводы 2 прямоугольного сечения с линейно изменяющейся высотой узкой стенки расположены параллельно и соприкасаются по узкой стенке. Для обеспечения равномерности тепловыделения в камере входной волновод 1 и дополнительные входные волноводы 2 включены поочередно встречно, т.к. входы любых двух соприкасающихся волноводов направлены в противоположные стороны. Весь объем входного волновода 1 и дополнительных входных волноводов 2 заполнен диэлектриком 4. Волновод 3 расположен параллельно входным волноводам 1 и 2 и соединен с ними по широкой стенке. В волновод 3 помещается лоток 5 с обрабатываемым диэлектриком. Для удаления паров и газов в стенках волновода 3 выполнены отверстия и каналы.

Волноводная камера для термообработки диэлектриков работает следующим образом.

Весь объем лотка 5 заполняется обрабатываемым диэлектриком 6. Лоток 5 закрепляется в волноводе 3. Мощность СВЧ поступает на входы входных волноводов 1 и 2 от СВЧ- генератора. Линейно изменяющаяся высота узкой стенки входных волноводов 1 и 2 обеспечивает формирование в каждом из них поля бегущей волны. Поочередно встречное включение волноводов 1 и 2 позволяет получить поле, обеспечивающее практически равномерное тепловыделение по всему объему волновода 3, за счет компенсации неравномерности тепловыделения при взаимном наложении полей от каждого из входных волноводов 1 и 2. Таким образом, обрабатываемый диэлектрик 6 полностью поглощает СВЧ и равномерно и быстро нагревается.

Диэлектрик 4 обеспечивает прочность конструкции камеры.

Величина мощности СВЧ определяется требуемыми температурой и временем обработки диэлектрика, а также электрофизическими характеристиками волноводной камеры.

Составные части волноводной камеры для термообработки диэлектриков могут быть реализованы в соответствии с [2] Предлагаемая волноводная камера имеет увеличенный, по сравнению с известными, рабочий объем при меньших удельных металлоемкости и электропотерях, а также обеспечивает более высокую равномерность нагрева, что позволяет сократить продолжительность обработки и повысить ее качество.

Таким образом, предлагаемая волноводная камера для термообработки диэлектриков отличается увеличенной производительностью и обеспечивает высокую равномерность нагрева.

Источники информации 1. А.С. СССР N 362580, кл.G 01 R 35/00.

2. А.С. СССР N 438144, кл.H 05 B 9/00.

3. Архангельский Ю. С. Девяткин И.И. Сверхвысокочастные нагревательные установки для интенсификации технологических процессов. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1983.

Формула изобретения

Волноводная камера для термообработки диэлектриков, содержащая два параллельно расположенных отрезка волновода, соединенных по широкой стенке, причем входной волновод полностью заполнен диэлектриком, и высота узкой стенки входного волновода изменяется по линейному закону, а во второй волновод помещен лоток с обрабатываемым диэлектриком, отличающаяся тем, что в нее введены дополительные входные волноводы с линейно изменяющейся высотой узкой стенки, заполненные диэлектриком и связанные с волноводом, в который помещен лоток с обрабатываемым диэлектриком, по его широкой стенке, при этом общее количество входных волноводов равно по меньшей мере четырем, они расположены параллельно, соприкасаются по узким стенкам и включены поочередно встречно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2