Устройство для тепловой обработки объекта СВЧ-излучением

Полезная модель относится к сверхвысокочастотным (СВЧ) нагревательным устройствами, которые могут быть использованы при нагреве и сушке диэлектрических материалов, а также изделий и конструкций из них и предназначены, в первую очередь, для уничтожения грибка и личинок древесного жука в деревянных конструкциях и на их поверхности.
Известна «Камера СВЧ-нагрева протяженных диэлектрических объектов», содержащая первый волновод для ввода СВЧ-энергии и второй волновод, предназначенный для размещения нагреваемого диэлектрического объекта, имеющие общую стенку, в которой выполнены элементы связи, при этом элементы связи представляют собой сетку из металлических проводников, прозрачность сетки для электромагнитного поля вдоль распространения СВЧ-энергии увеличивается от величины не более 0,1 в месте ввода СВЧ-энергии до величины не менее 0,2 в месте вывода СВЧ-энергии.
Патент РФ на изобретение №2057403, МПК: Н05В 6/64, д. публ. 27.03.1996 г Известно «Устройство для облучения объекта», включающее источник СВЧ-энергии, волновод и излучатель СВЧ-энергии, при этом излучатель СВЧ-энергии выполнен в виде усеченного цилиндра, в секущей плоскости которого, параллельной оси цилиндра, выполнено окно, закрытое металлическим экраном в виде параллельных проводников, расположенных в плоскости окна, перпендикулярной оси волновода.
Патент РФ на изобретение №2150182; МКИ: Н05В 6/64; публ. 27.05.2000 г. Наиболее близким аналогом к предлагаемому является «Микроволновый генератор», содержащий магнетрон, повышающий трансформатор, высоковольтные конденсаторы и высоковольтные диоды, при этом в схеме используют еще два повышающих трансформатора, три высоковольтных конденсатора и шесть высоковольтных диодов, объединенных в две группы по три диода, причем первичные обмотки всех трех трансформаторов подключены к трехфазной сети переменного тока, а односторонне расположенные выводы вторичных обмоток всех трех трансформаторов соединены «звездой», общая точка которой подключена на «землю», в свою очередь противоположно расположенные выводы вторичных обмоток всех трех трансформаторов через высоковольтные конденсаторы последовательно подключены к анодам высоковольтных диодов первой группы и к катодам высоковольтных диодов второй группы, при этом катоды первой группы высоковольтных диодов соединены с «общей точкой», подключенной на землю», а аноды второй группы высоковольтных диодов соединены с катодом магнетрона.
Патент РФ на изобретение №2480890, МПК: Н03В 1/02; публ. 27.04.2013 г.
К техническому результату относится повышение тепловой мощности устройства путем повышения мощности СВЧ-излучения для обеспечения обеззараживания облучаемых объектов за счет использования в схеме блока излучателя СВЧ, кроме магнетрона, повышающих трансформаторов, первичные обмотки которых подключены к питающей сети переменного тока противофазно, а также конденсаторов, и высоковольтных диодов путем соединения их в оптимальную схему.
Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что Устройство для тепловой обработки объекта СВЧ-излучением содержит магнетрон, повышающие трансформаторы, высоковольтные конденсаторы и высоковольтные диоды, объединенные в две группы. Причем односторонне расположенные выводы вторичных обмоток всех трансформаторов соединены с «землей». В свою очередь, противоположно расположенные выводы вторичных обмоток всех трансформаторов через высоковольтные конденсаторы последовательно подключены к анодам высоковольтных диодов первой группы и к катодам высоковольтных диодов второй группы. При этом катоды первой группы высоковольтных диодов соединены с «общей точкой, подключенной на землю», а аноды второй группы высоковольтных диодов соединены с катодом магнетрона. Магнетрон, расположенный в блоке излучателя СВЧ, снабжен рупорной антенной, а блок излучателя СВЧ соединен кабелем с блоком питания. В схеме блока излучателя СВЧ используют два повышающих трансформатора, два конденсатора, один из которых расположен в цепи 1-го трансформатора, а второй в цепи 2-го трансформатора. В схеме используют, кроме того, четыре высоковольтных диода, объединенных в две группы по два диода. При этом первичные обмотки всех трансформаторов подключены к питающей сети переменного тока противофазно. Один из повышающих трансформаторов дополнительно снабжен обмоткой питания накала магнетрона, которая в свою очередь подключена к катоду магнетрона.
Устройство для тепловой обработки объекта СВЧ-излучением поясняется чертежом-схемой - Устройство для тепловой обработки объекта СВЧ-излучением (общая электрическая схема)
Устройство для тепловой обработки объекта СВЧ-излучением согласно с чертежом-схемой, содержит два блока: блок питания 1 и блок излучателя 2; блок питания содержит два повышающих трансформатора, 3 - трансформатор 1; 3а - первичная обмотка трансформатора 1; 3б - вторичная обмотка трансформатора 1; 3в - вторичная накальная обмотка трансформатора 1;
4 - трансформатор 2; 4а - первичная обмотка трансформатора 2; 4б - вторичная обмотка трансформатора 2;
5 - магнетрон; 5а - анод магнетрона; 5к - катод магнетрона;
два высоковольтных конденсатора: 6 - конденсатор в цепи 1-го трансформатора; 7 - конденсатор в цепи 2-го трансформатора;
четыре высоковольтных диода, объединенных в две группы по два диода,
8 - первая группа диодов по два диода 8а, 8б;
9 - вторая группа диодов по два диода 9а, 9б.
Причем первичные обмотки 3а и 4а трансформаторов 3 и 4 подключены к питающей сети переменного тока противофазно, а трансформатор 3 имеет накальную обмотку 3в. При этом односторонне расположенные выводы вторичных обмоток 3б и 4б трансформаторов 3 и 4 соединены с «землей». В свою очередь противоположно расположенные выводы вторичных обмоток 3б и 4б трансформаторов 3 и 4 через высоковольтные конденсаторы 6 и 7 последовательно подключены к анодам высоковольтных диодов 8а и 8б первой группы и к катодам высоковольтных диодов 9а и 9б второй группы. Катоды первой группы высоковольтных диодов 8а и 8б соединены с «общей точкой», подключенной на «землю», а аноды второй группы 9а и 9б высоковольтных диодов соединены с катодом 5к магнетрона 5. Накальная обмотка 3в трансформатора 3 также подключена к катоду 5к магнетрона 5. Пока одна из ветвей схемы питает магнетрон 5, другая заряжает свой конденсатор.
При работе микроволнового генератора по предложенной схеме все трансформаторы 3 и 4 работают в режиме насыщения и пульсация высокого напряжения на работающем магнетроне 5 весьма незначительна.
Рабочая частота СВЧ-излучения составляет 2,45 ГГц, а излучаемая мощность - 1,2 кВт
Установка предназначена, в первую очередь, для уничтожения грибка и личинок древесного жука в деревянных конструкциях и на поверхности. Также она может применяться для противогрибковой обработки и дезинфекции неметаллических элементов складов, строительных сооружений, овощехранилищ, складских контейнеров; для сушки и бактериологической обработки стен, в том числе после штукатурки; для размораживания элементов конструкций и неметаллических трубопроводов; для быстрого высушивания клеевых соединений и др.
Предложенное в качестве полезной модели устройство для теплового воздействия на объект СВЧ-излучением позволяет обеспечить повышение тепловой мощности устройства для решения проблем обеззараживания облучаемых объектов.