Свч лесосушильная камера
Владельцы патента RU 2661422:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (RU)
Изобретение относится к устройствам для СВЧ сушки материалов и может быть использовано в деревообрабатывающей и других отраслях промышленности. СВЧ лесосушильная камера содержит генератор, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ энергии. Камера дополнительно оснащена дроссельным соединением, обеспечивающим надежный электрический контакт по всему периметру дверного проема для исключения проникновения паразитного СВЧ излучения через зазор двери с корпусом камеры наружу. Конструктивно дроссельное соединение выполнено в виде паза, проходящего по всему периметру контакта двери с корпусом камеры. Техническим результатом изобретения является исключение проникновения паразитного СВЧ излучения через зазор наружу СВЧ лесосушильной камеры посредством применения дроссельного соединения, обеспечивающего надежный электрический контакт двери с камерой по всему периметру без механического контакта. 2 ил.
Изобретение относится к деревообрабатывающей и другим отраслям промышленности, в частности к сушильному оборудованию, и может быть использовано для сушки древесины и других капиллярно-пористых материалов.
Из технической электродинамики известны волноводные конструктивные элементы, входящие в тракт СВЧ. Соединение волноводов одинакового сечения осуществляется при помощи фланцев, контактные соединения эффективны и не создают паразитного излучения СВЧ только при очень точном их изготовлении и обеспечении хорошего механического контакта по всему периметру поперечного сечения, что не всегда достижимо при обеспечении контакта большой протяженности, например, в СВЧ лесосушильной камере в проеме двери. Это является недостатком решения. [Фальковский О.И. Техническая электродинамика / О.И. Фальковский. – СПб.: Изд. «Лань», 2009. – 432 с.]
Известна установка для сушки древесины в поле СВЧ, содержащая резонансную лесосушильную камеру, магнетрон, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измеритель мощности СВЧ-энергии, измеритель температуры, теплообменник, систему циркуляции агента сушки, трехплечий фазовый Y-циркулятор, размещенный между генератором и резонатором лесосушильной камеры (патент РФ 2596082, F26B 3/347, F26B 9/06, 2016 г.).
Это техническое решение наиболее близко к заявленному и принято за прототип. Недостатком прототипа является сложность обеспечения надежного механического контакта между корпусом камеры и дверью установки по всему периметру и присутствие паразитного СВЧ излучения из камеры через зазоры в дверном проеме.
Задачей изобретения является исключение проникновения паразитного СВЧ излучения через зазор в месте соединения двери камеры с корпусом СВЧ лесосушильной камеры. Технический результат совпадает с задачей.
Это достигается тем, что СВЧ лесосушильная камера, содержащая генератор, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ энергии, измеритель мощности СВЧ энергии, измеритель температуры, трехплечий фазовый Y-циркулятор, теплообменник, систему циркуляции агента сушки, дополнительно оснащена дроссельным соединением, обеспечивающим надежный электрический контакт по всему периметру дверного проема для исключения проникновения паразитного СВЧ излучения через зазор двери с корпусом камеры наружу. Дроссельное соединение конструктивно выполнено в виде паза в двери, проходящего по всему периметру контакта двери с корпусом СВЧ лесосушильной камеры.
На фиг.1 показано поперечное сечение узла примыкания двери с пазом по всему периметру к корпусу СВЧ лесосушильной камеры, где:
1 – паз;
2 – дверь СВЧ лесосушильной камеры;
3 – корпус СВЧ лесосушильной камеры;
h – зазор в месте соединения двери с корпусом СВЧ лесосушильной камеры;
d1 – расстояние в четверть длины волны между границей СВЧ лесосушильной камеры 3 и пазом 1;
d2 – глубина паза, равная четверти длины волны .
На фиг. 2 приведена эквивалентная электрическая схема дроссельного соединения СВЧ лесосушильной камеры, где
Rмк – активное сопротивление механического контакта в зазоре h двери;
d1 – расстояние в четверть длины волны между границей СВЧ лесосушильной камеры 3 и пазом 1;
d2 – глубина паза, равная четверти длины волны ;
Zвх – входное сопротивление дроссельного соединения;
Zвх2 – входное сопротивление линии d2;
Zвх1 – входное сопротивление линии d1.
Глубина паза d2 и расстояние d1 определяют по зависимости
(1),
где 
- длина волны СВЧ лесосушильной камеры, м;
- рабочая частота, ГГц;
c – скорость распространения электромагнитной волны, м/с.
Для рабочей частоты резонатора малогабаритной СВЧ сушильной камеры 2,45 ГГц четверть длины волны составит 30 мм.
Для рабочей частоты резонатора промышленной СВЧ лесосушильной камеры 0,915 ГГц четверть длины волны составит 
Зазор h много меньше четверти длины волны, 
.
Работа дроссельного соединения осуществляется следующим образом.
Из электродинамики известно, что излучение сквозь щель СВЧ волновода (резонатора) возникает в случае, когда она обрывает линии СВЧ тока. Таким образом, задача подавления паразитного СВЧ излучения заключается в устранении поперечных СВЧ токов по периметру контакта двери с корпусом камеры.
В предлагаемой СВЧ лесосушильной камере паз расположен в полотне двери камеры на расстоянии d1 в четверть длины волны от границы камеры, глубина паза также принята . Тогда входное сопротивление дроссельного соединения Zвх включено последовательно между дверью и корпусом СВЧ лесосушильной камеры. При этом на средней резонансной частоте f0 входное сопротивление Zвх1 короткозамкнутого четвертьволнового отрезка линии d1 равно бесконечности, входное сопротивление Zвх2 отрезка линии d2 также равно бесконечности. Входное сопротивление дроссельного соединения Zвх равно 0, т.к. является полуволновой линией, состоящей из двух четвертьволновых. Таким образом, механический контакт соединения двери и корпуса СВЧ лесосушильной камеры с зазором осуществляется в узле продольного тока и не вносит дополнительного паразитного излучения СВЧ энергии из камеры.
Предлагаемое техническое решение позволяет устранить паразитное СВЧ излучение через зазоры в двери СВЧ лесосушильной камеры и обеспечить безопасность и экологичность СВЧ процесса сушки древесины в соответствии с нормативами на уровень безопасной плотности СВЧ излучения.
СВЧ лесосушильная камера, содержащая генератор, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ энергии, измеритель мощности СВЧ энергии, измеритель температуры, трехплечий фазовый Y-циркулятор, теплообменник, систему циркуляции агента сушки, отличающаяся тем, что камера оснащена дроссельным соединением, обеспечивающим электрический контакт по всему периметру дверного проема для исключения проникновения паразитного СВЧ излучения через зазор двери с корпусом камеры наружу, конструктивно выполненным в виде паза глубиной четверть длины волны 
, проходящего по всему периметру контакта двери с корпусом СВЧ лесосушильной камеры.
