Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Вакуумне з'єднання нерухомого хвилеводу з обертовим об'ємним резонатором, що включає нерухомий хвилевід прямокутного перерізу і обертовий об’ємний багатомодовий резонатор, яке відрізняється тим, що торець обертового об’ємного багатомодового резонатора, спрямований в бік нерухомого хвилеводу прямокутного перерізу, забезпечений горловиною, виконаною у формі зрізаного конуса із кришкою, в проточці якої встановлена вакуумщільна перегородка, на якій закріплене знімне кільце з осьовим заглибленням, причому фланець нерухомого хвилеводу прямокутного перерізу виконаний з таким самим осьовим заглибленням, а у циліндричну порожнину цього заглиблення встановлений підшипник та додаткове кільце з пелюстковим рухомим контактом, виконаним з пружного матеріалу високої провідності.

2. З'єднання за п. 1, яке відрізняється тим, що обертовий об’ємний багатомодовий резонатор виконаний циліндричної, паралелепіпедної або іншої форми.

3. З'єднання за п. 1, яке відрізняється тим, що вакуумщільна перегородка виконана з радіопрозорого матеріалу, наприклад з фторопласту.

Текст

1. Вакуумне з'єднання нерухомого хвилеводу з обертовим об'ємним резонатором, що включає нерухомий хвилевід прямокутного перерізу і обертовий об’ємний багатомодовий резонатор, яке відрізняється тим, що торець обертового об’ємного багатомодового резонатора, спрямований в бік нерухомого хвилеводу прямокутного перерізу, забезпечений горловиною, виконаною у формі зрізаного конуса із кришкою, в проточці якої встановлена вакуумщільна перегородка, на якій закріплене знімне кільце з осьовим заглибленням, причому фланець нерухомого хвилеводу прямокутного перерізу виконаний з таким самим осьовим заглибленням, а у циліндричну порожнину цього заглиблення встановлений підшипник та додаткове кільце з пелюстковим рухомим контактом, виконаним з пружного матеріалу високої провідності. 2. З'єднання за п. 1, яке відрізняється тим, що обертовий об’ємний багатомодовий резонатор виконаний циліндричної, паралелепіпедної або іншої форми. 3. З'єднання за п. 1, яке відрізняється тим, що вакуумщільна перегородка виконана з радіопрозорого матеріалу, наприклад з фторопласту. UA (21) a200600845 (22) 31.01.2006 (24) 10.10.2007 (72) ВОЛОШКО ОЛЕКСАНДР ЮРІЙОВИЧ, UA, КРАМСЬКИЙ ЄГОР ДМИТРОВИЧ, UA, САМОЙЛОВ ВІКТОР ЛЕОНІДОВИЧ, UA, СЕМИНОЖЕНКО ВОЛОДИМИР ПЕТРОВИЧ, UA, СОЛОДОВЧЕНКО СЕРГІЙ ІВАНОВИЧ, UA, ШИШКІН ОЛЕГ ВАЛЕРІЙОВИЧ, UA (73) ЗАКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПАРК "ІНСТИТУТ МОНОКРИСТАЛІВ", UA, ДЕРЖАВНА НАУКОВА УСТАНОВА "НАУКОВО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОМПЛЕКС "ІНСТИТУТ МОНОКРИСТАЛІВ" НАН УКРАЇНИ, UA (56) UA 56629, 02.02.2002 UA 64308 08.05.2003 UA 57960, 26.03.2002 SU 1075335, 23.02.1984 RU 2152571, 10.07.2000 RU 2094716, 27.10.1997 RU 2141180, 10.11.1999 EP 1575702, 21.09.2005 WO 8910678, 02.11.1989 JP 2008684, 12.01.1990 C2 2 (19) 1 3 зворотно - поступального рухів [А. с. СРСР №223956, кл. Н05В9/06]. Недоліком наведених пристроїв, при використанні їх для НВЧ - сушіння діелектричних матеріалів є те, що матеріал в камері мікрохвильової печі (багатомодовому резонаторі) здійснює обертових рух як одне ціле, при цьому його частинки по відношенню одна до одної лишаються нерухомими. В результаті чого, із - за нерівномірного розподілення ЕМ поля в камері, передача тепла від більш нагрітих частинок матеріалу до найменш нагрітих здійснюється за рахунок теплопровідності і конвекції тепла в ході тривалого часу і, при цьому, відвід вологи, яка випаровується в процесі сушіння, не здійснюється. Все це не дозволяє отримати рівномірно висушений матеріал. Відома НВЧ - сушка для сипучих матеріалів [Патент РФ №2152571, кл. F26В11/04, 3/347], яка містить барабан (багатомодовий резонатор), встановлений з можливістю обертання, НВЧ джерело з хвилеводним трактом, системи підводу нагрітого повітря і відводу вологого повітря. В даному устаткуванні рівномірність нагріву матеріалу здійснюється за рахунок обертання резонатору разом з ,щерелом НВЧ, що можливо при використанні малопотужних НВЧ - джерел. При використанні джерел потужністю більш 2, 5кВт, коли їх габарити я маса є значними, само обладнання НВЧ - сушіння стає громіздким, метало - й енергоємним, враховуючи що його необхідно доповнити системою охолодження та обертання. Крім того, в описаній НВЧ - сушці процес сушіння матеріалів здійснюється при атмосферному тиску, в результаті чого для випарювання вологи необхідно нагрівати матеріал до температури вище 80° С, що не завжди можливо. Відомо обладнання для НВЧ - сушіння сипучих матеріалів [Патент України №56629, кл. F26В3/347], яке містить НВЧ - тракт, з'єднаний з багатомодовим резонатором, усередині якого й коаксиально до нього встановлена ампула з радіо прозорого матеріалу конусоподібний торець якої спрямовано в бік НВЧ - тракту, а протилежний її торець має патрубок для завантажуваннярозвантажування матеріалу, підключений до приводу обертання амнули і до вакуумної системи. У даному обладнанні хвилевід і багатомодовий резонатор нерухомі, а рівномірність нагріву матеріалу здійснюється його перемішуванням за рахунок обертання ампули. Недоліком даного обладнання є те, що в ньому доцільно виконувати сушіння особливо чистих агресивних матеріалів у невеликих об'ємах, тому що виготовлення ампул з радіопрозорого матеріалу, наприклад, з кварцового скла, на великі об'єми потребує значних витрат, що призводить до подорожчання процесу НВЧ - сушіння. Крім того, така конструкція не зручна в експлуатації, а саме, в час проведення завантажувальних розвантажувальних робіт необхідно вставляти й виймати ампулу з резонатору, при цьому виникає небезпека виведення її з ладу. 80623 4 Недоліки вказаного обладнання, а саме: необхідність нагріву матеріалу до високих температур, при цьому достатня рівномірність нагріву не досягається; громіздкість, метало - та енергоємність обладнання; незручність і ненадійність в експлуатації, - можна усунути, якщо використовувати конструкцію в якій багатомодовий резонатор обертається відносно нерухомого хвилеводу, при цьому резонатор знаходиться під вакуумом. Відоме хвилевідне обертове з'єднання [А. с. СРСР №1075335, кл. Н01Р1/06], яке містить два хвилеводи з фланцями, між якими у направляючих розташовані контактні кульки, підтиснені пружинним елементом, при цьому на першому фланці закріплено додаткове кільце, в якому виконане осьове заглиблення, що створює циліндричну порожнину з плоскістю першого фланцю, другий фланець розташований в цій циліндричній порожнині, а направляючі мають форму кільцевих канавок, виконаних у другому фланці та на суміжних до нього площинах першого фланця й додатково введеного металічного кільця. У кожної пари протилежних кільцевих канавок розміщені контактні кульки й пружинний елемент, виконаний у вигляді циліндричної пружини. Використання цієї конструкції можливе для з'єднання нерухомого хвилеводу з обертовим об'ємним багатомодовим резонатором. Проте, в процесі роботи обладнання НВЧ - сушіння з такою конструкцією з'єднання виниш: низка суттєвих недоліків. По-перше, між кульками, навіть підтисненими пружинним елементом, є щілини, при цьому чим більший діаметр кульок тим більша щілина між ними й контактуючими з ними фланцями. НВЧ - енергія через ці щілини та щілину між першим та другим фланцями просочується у навколишнє середовище. Подруге, на ковзких контактах фланець - кулька фланець (подвійний ковзкий електричний контакт) із-за значного перехідного опору виникають додаткові втрати електроенергії. Крім того, така конструкція з'єднання не є вакуумщільною і може бути використана при вертикальному розташуванні НВЧ - тракту та резонатора із - за того, що при складанні конструкції в горизонтальному положенні з кільцевих фланців можливе висипання кульок. В якості прототипу обрано хвилевідне обертове з'єднання [по а. с. СРСР №1075335]. Завданням даного винаходу є розробка такої конструкції вакуумного з'єднання нерухомого хвилеводу з обертовим об'ємним багатомодовим резонатором, використання якої дозволить забезпечити обертання об'ємного багатомодового резонатора циліндричної, паралелепіпедної або іншої форми відносно нерухомого хвилеводу, як прямокутного так і круглого перерізу, знизити витік НВЧ - енергії та енерговитрати, забезпечити якісне узгодження й вакуумне ущільнення обертового об'ємного багатомодового резонатора з нерухомим хвилеводом, а також рівномірність нагріву матеріалу, який висушується, та зручність в експлуатації. 5 Завдання, яке поставлено, вирішується завдяки тому що торець обертового об'ємного багатомодового резонатора, спрямований в бік нерухомого хвилеводу прямокутного перерізу, забезпечений горловиною яка виконана у вигляді зрізаного конуса з кришкою, в проточці якої встановлена вакуумщільна перегородка і на якій закріплене знімне кільце з осьовим заглибленням, причому, фланець нерухомого хвилеводу прямокутного перерізу виконано з таким же осьовим заглибленням і в циліндричну порожнину цього заглиблення встановлений підшипник та додаткове кільце з пелюстковим рухомим контактом, виконаним з пружного матеріалу високої провідності. Конструкція за винаходом забезпечує вакуумне з'єднання і у випадку якщо обертовий об'ємний багатомодовий резонатор буде виконаний циліндричної, паралелепіпедної або іншої форми, а нерухомий хвилевід буде виконаний круглого перерізу. Крім того, в конструкції за виноходом вакуумщільна перегородка виконана з радіопрозорого матеріалу з низьким значенням тангенсу діелектричних втрат, наприклад з фторопласту, завдяки чому перегородка практично не поглинає НВЧ - енергію і, отже не нагрівається. Використання запропонованої конструкції з'єднання дозволить забезпечити обертання об'ємного багатомодового резонатора відносно нерухомого хвилеводу, знизити до мінімуму витік НВЧ - енергії та енерговитрати (оскільки рухомий пристрій має тільки один ковзкий електричний контакт), забезпечити якісне узгодження й вакуумне ущільнення обертового об'ємного багатомодового резонатора з нерухомим хвилеводом, а також підвищити якість матеріалу, який висушується, за рахунок рівномірного його нагріву по усьому об'єму, та зручність в експлуатації. На Фіг. вказане вакуумне з'єднання нерухомого хвилеводу з обертовим об'ємним резонатором. Вакуумне з'єднання включає нерухомий хвилевід прямокутного перерізу 1, обертовий об'ємний багатомодовий резонатор 2, торець якого виконаний у вигляді горловини 3, що має форму зрізаного конуса з кришкою 4, у проточки якої встановлена вакуумщільна перегородка 5. На кришці 4 закріплено з'ємне кільце 6 з осьовим заглибленням. До нерухомого хвилеводу 1 приєднаний фланець 7, виконаний з таким же осьовим заглибленням як і з'ємне кільце 6. В осьовому заглибленні фланців кільця 6 та фланця 7 встановлено підшипник 8 і додаткове кільце 9 з пелюстковим нерухомим контактом 10, що містить велику кількість ламелей. Пелюстковий нерухомий контакт 10 з одного боку підключений до кришки 4 обертального об'ємного багатомодового резонатора, а з другого боку до фланцю 7 нерухомого хвилеводу. Запропоноване вакуумне з'єднання працює таким чином. 80623 6 Вихідний матеріал у необхідній кількості через горловину 3 завантажують в об'ємний багатомодовий резонатор (робочу камеру) 2. Після чого за допомогою приводу (на креслені не відображено) виконують стиковку об'ємного багатомодового резонатора з нерухомим хвилеводом 1 і здійснюють вакуумування об'єму багатомодового резонатора до тиску при якому не відбувається НВЧ - пробій робочого газу (до ~1520мм рт.ст., див. крива Пашена ). Тиск газу в об'ємному багатомодовому резонаторі підтримують квазіпостійним шляхом одночасного вакуумування і регульованого напуску сухого повітря (газу) в об'єм багатомодового резонатора. При досягненні робочого тиску вмикають НВЧ джерело 1 і привід обертання об'ємного багатомодового резонатора. Конструкція і матеріал нерухомого пелюсткового контакту 10 (берилієва бронза товщиною 0,3¸0,35мм) забезпечує малий перехідний опір між обертовими відносно один до одного кришкою 4 і фланцем 7. При цьому, наявність у контакті 10 великої кількості ламелей забезпечує проходження малих струмів через кожну ламель що еквівалентно паралельному з'єднанню провідників, внаслідок чого не відбувається а ні нагрів а ні іскріння у містах контакту ламель - фланець 11, а отже й втрат НВЧ - енергії. Виконання обертового об'ємного багатомодового резонатора з горловиною у вигляді зрізаного конуса сприяє якісному узгодженню його з НВЧ - трактом, забезпечує зручність в експлуатації (завантажуваннярозвантажування вихідного матеріалу), а також дозволяє здійснювати вакуумне з'єднання обертового об'ємного багатомодового резонатора практично любої форми з нерухомим хвилеводом як прямокутного так і круглого перерізу, так як використання запропонованого вакуумного з'єднання не змінює картини розподілення електромагнітного поля при передачі НВЧ потужності від генератора до резонатора. Завдяки тому, що процес сушіння матеріалу відбувається у вакуумі стає можливим здійснювати сушіння при більш низьких температурах в порівнянні з сушінням при атмосферному тиску, що не тільки покращує якість готової продукції, але й зменшує енергоємність обладнання. При цьому, так як вакуумування об'єму камери здійснюється до тиску ~15-20мм рт.ст., стає можливим виконати вакуумщільну перегородку 5 з радіопрозорого матеріалу малої товщини (5-6мм) завдяки чому НВЧ - втрат у перегородці практично не відбувається. Під час обертання об'ємного багатомодового резонатора здійснюється перемішування матеріалу, який висушується, його рівномірний нагрів, що покращує якість готового продукту. 7 80623 8

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Vacuum connection of fixed waveguide with rotary cavity resonator

Автори англійською

Voloshko Oleksandr Yuriiovych, Kramskyi Yehor Dmytrovych, Samoilov Viktor Leonidovych, Semynozhenko Volodymyr Petrovych, Solodovchenko Serhii Ivanovych, Shyshkin Oleh Valeriiovych

Назва патенту російською

Вакуумное соединение неподвижного волновода с поворотным объемным резонатором

Автори російською

Волошко Александр Юрьевич, Крамский Егор Дмитриевич, Самойлов Виктор Леонидович, Семиноженко Владимир Петрович, Солодовченко Сергей Иванович, Шишкин Олег Валерьевич

МПК / Мітки

МПК: H01P 1/06, F26B 3/32

Мітки: хвилеводу, вакуумне, з'єднання, обертовим, резонатором, об'ємним, нерухомого

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/4-80623-vakuumne-zehdnannya-nerukhomogo-khvilevodu-z-obertovim-obehmnim-rezonatorom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вакуумне з`єднання нерухомого хвилеводу з обертовим об`ємним резонатором</a>

Подібні патенти