СВЧ печь для термообработки материалов

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СВЧ ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Адамович Александр Леонидович Грозберг Юрий Геннадьевич Кундас Семен Петрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) СВЧ печь для термообработки материалов, содержащая источник СВЧ излучения, модуль для подвода СВЧ энергии от источника к электродинамической системе, состоящей из пирамидального рупорного облучателя, соединенного по периметру с прямоугольной камерой, имеющей внутри вертикальные параллельные ребра, соединенные с ее основанием, и рассеивателя поля, размещенного в пирамидальном рупорном облучателе, отличающаяся тем, что модуль для подвода СВЧ энергии состоит из -циркулятора и согласованной нагрузки, а рассеиватель поля выполнен из подмагничиваемого феррита.(56) 1. Архангельский Ю.С., Девяткин И.И. Сверхвысокочастотные нагревательные установки для интенсификации технологических процессов. - Саратов.1983. - С. 140. 2. Кураев А.А., Малевич И.Ю., Попкова Т.Л. Основы оптимального проектирования технологических установок СВЧ нагрева. - Радиотехника и электроника. - Вып. 25.2000. 21602005.09.30 Полезная модель относится к устройствам для обработки материалов с использованием СВЧ излучения, в частности для СВЧ термообработки и сушки. Известно устройство для СВЧ термообработки материалов 1, включающее один или несколько источников СВЧ излучения, прямоугольную камеру-резонатор или систему резонаторов. Недостатком такого устройства является значительная неравномерность плотности СВЧ энергии в объеме резонатора, пониженное согласование камеры, содержащей обрабатываемый материал, с источником СВЧ излучения, что приводит к неравномерности нагрева материалов, снижению качества материала, снижению эффективности СВЧ обработки, увеличению энергозатрат. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является СВЧ печь для термообработки материалов 2, включающая источник СВЧ излучения, модуль для подвода СВЧ энергии от источника СВЧ излучения к электродинамической системе,состоящей из пирамидального рупорного облучателя с размещенным в нем рассеивателем поля. Пирамидальный рупорный облучатель соединен по периметру с прямоугольной камерой, в которую помещается обрабатываемый материал. Камера имеет внутри вертикальные параллельные ребра, соединенные с ее основанием. Высота ребер определяется по формуле (21)/4, где- длина электромагнитной волны в свободном пространстве,а 0, 1, 2 Модуль для подвода СВЧ энергии представляет собой систему волноводов,а рассеиватель поля выполнен в виде металлического уголка. Недостатком такого устройства является повышенное отражение СВЧ энергии от рассеивателя, сложность в выборе положения рассеивателя по высоте при управлении распределением СВЧ поля в направлении -плоскости. Задача полезной модели - снизить нежелательные отражения, получить возможность гибкого управления распределением СВЧ поля в электродинамической системе, повысить степень согласования электродинамической системы с источником СВЧ излучения. Поставленная задача решается тем, что в СВЧ печи для термообработки материалов,содержащей источник СВЧ излучения, модуль для подвода СВЧ энергии от источника к электродинамической системе, состоящей из пирамидального рупорного облучателя, соединенного по периметру с прямоугольной камерой, имеющей внутри вертикальные параллельные ребра, соединенные с ее основанием, и рассеивателя поля, размещенного в пирамидальном рупорном облучателе, в отличие от прототипа, модуль для подвода СВЧ энергии состоит из -циркулятора и согласованной нагрузки, а рассеиватель поля выполнен из подмагничиваемого феррита. Применение -циркулятора и согласованной нагрузки в качестве модуля для подвода СВЧ энергии от источника СВЧ излучения к электродинамической системе позволит полностью защитить источник СВЧ энергии от отражений, неизбежно возникающих в процессе облучения материала СВЧ энергией. Отраженная от материала СВЧ энергия поступает в -циркулятор, который направляет ее в согласованную нагрузку, где СВЧ энергия поглощается. Выполнение рассеивателя поля из подмагничиваемого феррита позволяет более гибко управлять распределением СВЧ поля в камере, снизить отражения благодаря отсутствию металлических элементов конструкции такого рассеивателя и возможности косвенного управления его диэлектрическими и магнитными параметрами. На фиг. 1 изображена предлагаемая СВЧ печь - вид спереди (-плоскость), на фиг. 2 вид печи сбоку (Е-плоскость). СВЧ печь для термообработки материалов содержит источник СВЧ излучения 1,-циркулятор 2 и согласованную нагрузку 3, образующие модуль для подвода СВЧ энергии от источника 1 к электродинамической системе, состоящей из пирамидального рупорного облучателя 4 и рассеивателя поля 5, размещенного в пирамидальном рупорном облучателе и выполненного из подмагничиваемого феррита. Пирамидальный рупорный облучатель 4 соединен по периметру с прямоугольной камерой 6, в которую помещается 2 21602005.09.30 обрабатываемый материал 7. Камера имеет внутри вертикальные ребра 8, параллельные Н-плоскости, соединенные с ее основанием. Высота ребер определяется по формуле (21)/4,где- длина электромагнитной волны в свободном пространстве, а 0, 1, 2 Работает СВЧ печь для термообработки материалов следующим образом. Подлежащий термообработке материал 7 помещают в прямоугольную камеру 6. Электромагнитное СВЧ поле, вырабатываемое источником СВЧ излучения 1, через -циркулятор 2 подается в пирамидальный рупорный облучатель 4, конструкция которого обеспечивает возбуждение волны типа 10 и равномерное распределение напряженности СВЧ поля в Е-плоскости и синусоидальное распределение в Н-плоскости. Облучаемый и обрабатываемый материал 7 располагается в прямоугольной камере 6 на вертикальных ребрах 8. Высота ребер 8 удовлетворяет условию (21)/4,0, 1, 2, что соответствует положению максимума напряженности волны, отраженной от плоскости основания прямоугольной камеры 7, на поверхности материала. Для управления распределением СВЧ поля применен находящийся в подмагничивающем магнитном поле 0 рассеиватель поля 5, выполненный из подмагничиваемого феррита. Распределением напряженности СВЧ поля в направлении Н-плоскости можно управлять, изменяя величину и направление подмагничивающего магнитного поля 0, а также путем перемещения рассеивателя поля 5 в пирамидальном рупорном облучателе 4. Такое магнитное поле можно создать, например, постоянными магнитами или при помощи катушки, питаемой электрическим током. Управление величиной и направлением магнитного поля в феррите можно осуществлять изменением положения постоянных магнитов, изменением силы и направления протекающего по катушке тока. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3