УСТАНОВКА ДЛЯ СВЧ-ОБРАБОТКИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ КУБИЧЕСКОЙ ФОРМЫ

Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к СВЧ-установкам для обработки материалов, имеющим резервные источники СВЧ-энергии.
Известно устройство для СВЧ-нагрева диэлектрического материала, содержащая камеру (Архангельский Ю.С. СВЧ электротермия / Ю.С. Архангельский. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 1998. - С. 280), состоящую из двух соединенных соосно круглых, нерегулярных, частично-заполненых волноводов обрабатываемым материалом, запитываемых с двух сторон от двух одинаковых по частоте и СВЧ-мощности источников СВЧ-энергии, в каждом из которых нагревается половина обрабатываемого материала, а равномерность нагрева обеспечивается профилем нерегулярных волноводов.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленному техническому решению является установка, содержащая камеру для СВЧ-нагрева материала кубической формы (Архангельский Ю.С / Камеры лучевого типа СВЧ электротехнологических установок / Ю.С. Архангельский, К.Н. Огурцов, Е.М. Гришина. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. - С. 108), четыре одинаковые некогерентных источников СВЧ энергии, подающие СВЧ-энергию к каждой из четырех частей кубического материала через прямоугольные рупорные излучатели согласующие четвертьволновые трансформаторы.
Известна также установка для СВЧ-обработки диэлектрических материалов (патент №2084084, H05B 6/64, F2407/02, F26B 3/32), содержащая камеры нагрева, выполненные в виде отрезков желобковых волноводов с онами для подачи материала, источника СВЧ-энергии, расположенные напротив друг друга, отчего тепловыделения от работающих навстречу друг другу некогерентных источников СВЧ-энергии в обрабатываемом материале складывается, что дает возможность получить заданную равномерность нагрева материала, находящегося в камере.
Недостатком всех данных установок является нанесение ущерба производству материала, если хотя бы один из источников СВЧ-энергии выйдет из строя, поскольку установка будет простаивать во время ремонта вышедшего из строя источника СВЧ-энергии или замены его на работоспособный источник.
Задачей данной полезной модели является создание установки, позволяющая устранить ущерб в производстве материала, наносимый производству в случае выхода из строя хотя бы одного из истоников СВЧ-энергии, подводящих СВЧ-энергию к обрабатываемому материалу навстречу друг другу, что обеспечит непрерывность работы установки подводящих СВЧ-энергию к обрабатываемому материалу навстречу друг другу, что обеспечит непрерывность работы установки
Поставленная задача достигается тем, что установка для СВЧ обработки материала, содержащая два основных одинаковых по частоте и СВЧ-мощности источниа СВЧ-энергии, связанных посредством линий передачи с двумя рупорными излучателями, рабочую камеру с размещенным в ней обрабатываемым материалом кубической формы, в которой СВЧ-энергия от рупорных излучателей через согласующие четвертьволновые трансформаторы подается к противоположным боковым частям обрабатываемого матриала, согласно предлогаемому решению содержит еще два дополнительных аналогичных источников СВЧ-энергии, линии передачи, рупорные излучатели и согласующие четвертьволновые трансформаторы.
Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг. ), на котором изображена структурная схема установки. Позициями на чертеже обозначены: 1, 3 - основные источники СВЧ-энергии; 2, 4 - дополнительные источники и СВЧ-энергии; 5, 6, 7, 8 - источики питания СВЧ-генераторов; 9, 10, 11, 12 - СВЧ-генераторы; 13, 14, 15, 16 - лини передачи; 17, 18, 19, 20 - рупорные излучатели СВЧ-энергии; 21 - рабочая камера; 22, 23, 24, 25 - согласующие четвертьволновые транформаторы; 26 - обрабатываемый материал.
Основные 1,3 и дополнительные 2,4 источники СВЧ-энергии включающие в себя источники питания СВЧ-генераторов 5, 6, 7, 8 и СВЧ-генераторы 9, 10, 11, 12, соединены линиями передачи 13, 14, 15, 16 с рупорными излучателями СВЧ-энергии 17, 18, 19, 20. Рупорные излучатели СВЧ-энергии 17, 18, 19, 20 соединены с рабочей камерой 21 и подают СВЧ-энергию через согласующие четвертьволновые трансформаторы 22, 23, 24, 25 на боковые грани кубического обрабатываемого материала 26. Рабочая камера 21 имеет металлический корпус и дверцу для загрузки и выгрузки обрабатываемого материала 26. Четвертьволновые трансформаторы 22, 23, 24, 25 представляют собой плоские радиопрозрачные диэлектрические пластины, длиной в четверть длины волны в диэлектрике из которого они выполнены. Диэлектрик четвертьволновых трансформаторов 22, 23, 24, 25 и расстояние до поверхности обрабатываемого материала 26 подбирается расчетным путем, так чтобы обеспечить согласование рупорных излучателей 17, 18, 19, 20 с обрабатываемым материалом 26.
Установка работает следующим образом. Основные источники СВЧ-энергии 1, 3 работают на частоте f и СВЧ-мошности P каждый непрерывно. СВЧ-электромагнитные волны, создаваемые СВЧ-генераторами 5, 7 этих источников СВЧ-энергии через линии передачи 13, 15 рупорные излучатели 17, 19 поступают в рабочую камеру 21, через согласующие четвертьволновые трансформаторы 22, 24 распространяются в обрабатываемом материале 26 навстречу друг друга. Обрабатываемый материал 26 за счет поляризации поглощает пришедшую на него СВЧ-энергию и нагревается, причем из-за некогерентных СВЧ-генераторов 5, 7 основных источников СВЧ-энергии 1, 3 тепловые воздействия идущих навстречу друг другу двух электромагнитных волн складываются. Величина и равномерность нагрева брабатываемого материала 26 определяется СВЧ мощностью P, частотой f СВЧ электромагнитной волны и относительной диэлектрической проницаемостью ε′, тангенсом угла диэлектрических потерь tgδ и величиной ребра кубического обрабатываемого материала 26.
Во время работы основных источников СВЧ-энергии 1, 3 дополнительные источники СВЧ-энергии 2, 4 находятся в дежурном режиме, когда подогревание катода их СВЧ-генераторов 10, 12 нагреты до рабочей температуры.
Так как дополнительные источники СВЧ-энергии 2, 4 работают на той же частоте и при той же СВЧ-мощности, что и основные источники СВЧ-энергии 1, 3, а обрабаываемый материал 26 представляет собой куб, нагрев от дополнительных источников СВЧ-энергии 2, 4 не будет отличаться от нагрева за счет основных источников СВЧ-энергии 1, 3.
Наличие дополнительных источников СВЧ-энергии 2, 4, включающихся при выходе из строя любого из основных источников СВЧ-энергии 1, 3 позволят избежать ущерба производству материала из-за перерыва технологического процесса на время ремонта или замены вышедшего из строя источника СВЧ-энергии.