устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов
Классы МПК: | F27D11/12 с электромагнитными полями, воздействующими непосредственно на разогреваемый материал F26B23/08 индукционный; емкостной; высокочастотный |
Автор(ы): | Пчельников Ю.Н., Елизаров А.А. |
Патентообладатель(и): | Товарищество с ограниченной ответственностью "Научно- техническое предприятие "Ликташ" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-07-31 публикация патента:
27.05.1996 |
Использование: ВЧ- и СВЧ-техника, в частности устройства микроволнового нагрева, термообработка пищевых продуктов, в частности изделий из теста. Сущность изобретения: между электродами в виде плоской замедляющей системы и обрабатываемым диэлектрическим материалом располагают диэлектрическую прокладку, относительная диэлектрическая проницаемость которой определяется параметрами нагреваемого объекта. Устройство обеспечивает равномерность нагрева объекта по его поперечному сечению и согласование устройства с нагрузкой и генератором. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, содержащее электрод в виде плоской замедляющей системы и металлический экран, соединенные с выходом ВЧ или СВЧ генератора, отличающееся тем, что между замедляющей системой и обрабатываемым диэлектрическим материалом располагают диэлектрическую прокладку, относительную диэлектрическую проницаемость которой выбирают равной 0,2 0,6 относительной диэлектрической проницаемости обрабатываемого материала, при этом толщина обрабатываемого материала не должна превышать 0,05n![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061062/955.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061062/955.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области ВЧ- и СВЧ-техники, в частности к устройствам микроволнового нагрева, и может быть использовано для термообработки пищевых продуктов, например изделий из теста. Известна СВЧ-камера для термообработки диэлектрических материалов, содержащая два электрода в виде меандр-линий, сдвинутых друг относительно друга в продольном направлении на полпериода [1] Недостатком известного устройства является необходимость размещения обрабатываемого объекта между меандр-линиями, что затрудняет ее использование в целом ряде случаев, например, при выпечке изделий из теста. Наиболее близкой к предлагаемой является СВЧ-печь "Электроника-500", содержащая электрод в виде радиальной гребенки и металлическую крышку (экран), между которыми размещается нагреваемый объект [2]Недостатком СВЧ-печи является неравномерность нагрева объекта по поперечному сечению из-за экспоненциального спада электрического поля в направлении от поверхности радиальной гребенки. Цель изобретения создание устройства для термообработки плоских диэлектрических материалов, обеспечивающего равномерный по поперечному сечению нагрев объекта и позволяющего благодаря своей конструкции добиться необходимого согласования устройства с нагрузкой и генератором. Устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов состоит из электрода в виде плоской замедляющей системы и металлического экрана, соединенных с выходом ВЧ- или СВЧ-генератора. Между замедляющей системой и диэлектрическим материалом, подлежащим обработке, расположена диэлектрическая прокладка с относительной диэлектрической проницаемостью, равной (0,2-0,6) относительной диэлектрической проницае- мости обрабатываемого материала, толщина которого не должна превышать 0,05n
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061062/955.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061062/955.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061049/956.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/969.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061006/946.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/969.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061006/946.gif)
Ez1=E1[ch(x+b)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061011/729.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
(1)
E
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-2t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-3t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/183.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061173/967.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-4t.gif)
E
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-5t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-6t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061173/967.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-7t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-8t.gif)
(2)
E
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-9t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-10t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-11t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061173/967.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-12t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-13t.gif)
Ez3=E2[ch
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061173/967.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061173/967.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
E
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-14t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-15t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061173/967.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061173/967.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
Ez4=E2[chp
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
(4)
E
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-16t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-17t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061006/946.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061006/946.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/969.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061049/956.gif)
E1=E
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-18t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-19t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-20t.gif)
(6) где D постоянная интегрирования, определяемая выражением
D
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-21t.gif)
(7)
На фиг. 2 пунктирными линиями показаны зависимости постоянной интегрирования D от нормированной толщины пластины р
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061112/8773.gif)
Kb3=
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-22t.gif)
(8)
Здесь W1,2,3,4e энергия электрического поля волны электрического типа, запасенная на отрезке замедляющей системы единичной длины в соответствующей области. При наличии наряду с волной электрического типа волны магнитного типа в знаменателе выражения (8) должно стоять суммарное значение запасенной энергии, в результате чего величина коэффициента взаимодействия уменьшится приблизительно вдвое. В представляющих практический интерес случаях замедление волны достаточно велико и поперечные постоянные во всех областях равны друг другу и фазовой постоянной
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061006/946.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061112/8771.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061112/8771.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061112/8771.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061006/946.gif)
(9)
Одним из очевидных условий увеличения Кb3 является уменьшение расстояния b между излучателем и пластиной. Поэтому b
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
E
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-23t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-24t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-25t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-26t.gif)
(10)
E
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-27t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-28t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-29t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-30t.gif)
Возводя в квадрат модули правых частей выражений (10) и складывая их, получают с точностью до членов первого порядка малости относительно
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061173/967.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
We2
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061112/8771.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-31t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-32t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-33t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-34t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-35t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-36t.gif)
(11)
Аналогичным образом с помощью (3) определяют энергию, запасенную в третьей области
We3
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061112/8771.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-37t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-38t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-39t.gif)
(12)
Энергию электрического поля в четвертой области находят с помощью выражений (4)
We4
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061112/8771.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-40t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
(13)
Интегрируя от
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061173/967.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061173/967.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
We1
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061112/8771.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-41t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-42t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-43t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-44t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
(14)
Выбирая электрическую толщину обрабатываемой пластины р
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061070/964.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061007/949.gif)
K
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-45t.gif)
![устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов, патент № 2061203](/images/patents/411/2061203/2061203-46t.gif)
(15)
Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое устройство для термообработки плоских диэлектрических материалов позволяет осуществлять более равномерный по поперечному сечению нагрев диэлектриков определенной толщины благодаря отличию относительных диэлектрических проницаемостей обрабатываемого материала и прилегающей к нему среды.
Класс F27D11/12 с электромагнитными полями, воздействующими непосредственно на разогреваемый материал
небольшая плавильная печь с ионным разложением - патент 2235945 (10.09.2004) | |
отъемная индукционная единица - патент 2235446 (27.08.2004) |
Класс F26B23/08 индукционный; емкостной; высокочастотный