管狀受阻扼的波導(dǎo)施用器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及微波加熱裝置，并且更特別地涉及利用微波加熱或烘干產(chǎn)品的波導(dǎo)施用器(waveguide applicator) ο
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)工藝中微波通常被用于加熱或烘干產(chǎn)品。例如，序號(hào)為4，497，759的美國(guó)專利描述了一種波導(dǎo)系統(tǒng)，所述波導(dǎo)系統(tǒng)用于介電性地加熱沿著其中心線連續(xù)供給通過(guò)圓形波導(dǎo)施用器的拉拔成桿的晶體狀聚合物。111。1模式用于沿著所述中心線集中加熱。該窄波導(dǎo)施用器具有95.6_的內(nèi)徑，這使其局限于用于諸如拉拔聚合物桿的小直徑產(chǎn)品。對(duì)于連續(xù)加熱和烘干工藝(其中各個(gè)產(chǎn)品或產(chǎn)品流通過(guò)波導(dǎo)施用器連續(xù)地供給)，在施用器的相反的(兩個(gè))端部設(shè)置用于產(chǎn)品進(jìn)出的開(kāi)口。但是，特別是，如果開(kāi)口大至容納大直徑產(chǎn)品，則微波射線也可能通過(guò)開(kāi)口泄漏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]體現(xiàn)本發(fā)明的特征的一種微波加熱裝置包括管狀波導(dǎo)施用器，所述管狀波導(dǎo)施用器在第一端和相反的第二端之間形成加熱室。施用器具有圓形橫截面以及沿著其中心線的軸線。在第一端處連接在微波源和管狀波導(dǎo)施用器之間的波導(dǎo)饋送件在加熱室中以主TEQ1場(chǎng)圖通過(guò)管狀波導(dǎo)施用器從第一端至第二端傳播微波。在第一端處第一阻止式阻扼器與管狀波導(dǎo)施用器串聯(lián)地連接。在第二端處第二阻止式阻扼器與管狀波導(dǎo)施用器串聯(lián)地連接。每個(gè)阻止式阻扼器包含覆蓋有微波吸收材料并且以人字形圖案沿著所述軸線間隔開(kāi)的多個(gè)導(dǎo)電葉片。所述葉片具有中心通孔，所述中心通孔對(duì)準(zhǔn)阻止式阻扼器的相反的(兩個(gè))端部中的開(kāi)口以及加熱室，以引導(dǎo)將在加熱室中處理的物體通過(guò)阻止式阻扼器。
[0004]另一種微波加熱裝置包括管狀波導(dǎo)施用器，所述管狀波導(dǎo)施用器具有圓柱形外壁，所述圓柱形外壁終止于第一端和相反的第二端，以在第一和第二端之間形成具有圓形橫截面的加熱室，所述加熱室具有沿著加熱室的中心線的軸線。微波源向管狀波導(dǎo)施用器內(nèi)供應(yīng)微波能量。在管狀波導(dǎo)施用器的第一端處與管狀波導(dǎo)施用器串聯(lián)地設(shè)置第一反作用式阻扼器。在管狀波導(dǎo)施用器的第二端處與管狀波導(dǎo)施用器串聯(lián)地設(shè)置第二反作用式阻扼器。第一阻止式阻扼器與管狀波導(dǎo)施用器和第一反作用式阻扼器串聯(lián)地連接。第二阻止式阻扼器與管狀波導(dǎo)施用器和第二反作用式阻扼器串聯(lián)地連接。
【附圖說(shuō)明】
[0005]在以下說(shuō)明書(shū)、所附權(quán)利要求以及附圖中更加具體地描述了本發(fā)明的這些特征，其中:
[0006]圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的特征的管狀波導(dǎo)施用器的等軸(測(cè))視圖；
[0007]圖2是圖1的波導(dǎo)施用器的橫截面；
[0008]圖3是圖1的施用器中的反作用式阻扼器的放大橫截面；
[0009]圖4是圖1的施用器中的阻止式阻扼器的放大橫截面；以及
[0010]圖5是顯示電場(chǎng)圖的圖1的管狀施用器的橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在圖1和圖2中顯示了體現(xiàn)本發(fā)明的特征、包含管狀波導(dǎo)施用器的微波加熱裝置。在該實(shí)例中所示的施用器10由具有圓柱形外壁11的單個(gè)圓形波導(dǎo)段構(gòu)成，所述圓柱形外壁11形成加熱室。但是，所述施用器也可由一系列首尾相接的各個(gè)圓形波導(dǎo)段構(gòu)成。施用器10在每一端具有圓形凸緣12。塑料或聚四氟乙烯(teflon)肋條14從金屬波導(dǎo)壁的內(nèi)表面向內(nèi)徑向延伸。沿著施用器10的長(zhǎng)度延伸的多個(gè)肋條14圍繞施用器的內(nèi)圓周周向間隔開(kāi)。塑料或聚四氟乙烯肋條14可透過(guò)微波。所述肋條以足以界定通過(guò)加熱室的中心孔16的距離向內(nèi)徑向延伸，諸如各個(gè)圓柱形物品或連續(xù)的圓柱形產(chǎn)品流的物體能夠穿過(guò)所述中心孔16。肋條14使物體居中并引導(dǎo)所述物體通過(guò)中心孔16。
[0012]微波源17在施用器的入口端22通過(guò)矩形波導(dǎo)饋送件20將例如在915MHz或2540MHz下的微波18注(射)入波導(dǎo)施用器10。所述微波沿著波導(dǎo)施用器10從入口端22傳播至出口端23。所述微波沿著平行于施用器的軸線25的傳播方向24經(jīng)過(guò)施用器10的內(nèi)部。未被將在加熱室中處理的物體吸收的微波能量從出口端23排出、通過(guò)矩形波導(dǎo)部段21到達(dá)虛(仿真)負(fù)載26，所述虛負(fù)載26防止所述微波(能量)反射回施用器。但是，在沒(méi)有虛負(fù)載的情況下運(yùn)行且允許微波能量朝向入口端22向回反射通過(guò)施用器10并以此方式使施用器的有效長(zhǎng)度加倍也將是可能的。矩形波導(dǎo)饋送件20的限定饋送E平面的較短側(cè)27垂直于施用器10的軸線25，以產(chǎn)生其中TEM模式為主的電場(chǎng)圖。
[0013]如在圖5中所示，TEM模式產(chǎn)生了在施用器10中圓對(duì)稱并且其最大電場(chǎng)強(qiáng)度處于施用器的中心線和圓柱形外壁11之間的中間位置的電場(chǎng)。在圖5中所示的電場(chǎng)圖中，在中心和壁之間的該增大的場(chǎng)強(qiáng)度由同心地環(huán)繞中心線的較粗并且較密的箭頭28表示。沿著施用器的任意位置處的電場(chǎng)的大小隨著穿行的微波正弦式地變化，其中所述微波每半個(gè)周期逆轉(zhuǎn)方向。因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)度在接近引導(dǎo)肋條14的內(nèi)端30的位置最大，所以施用器10在需要加熱圓柱形物體的外圓周的應(yīng)用中特別有用。
[0014]如在圖2中所示，圓柱形物體32在上端進(jìn)入垂直定向的施用器10并且在重力的幫助下下落通過(guò)施用器。物體32沿著或相反于微波的傳播方向24前進(jìn)通過(guò)施用器10。所述物體除重力之外可以利用注入空氣流前進(jìn)通過(guò)施用器或者利用注入空氣流替代重力前進(jìn)通過(guò)施用器。隨著物體下落，微波加熱外部。對(duì)于大直徑物體，相對(duì)于波導(dǎo)施用器10的橫截面尺寸，中心孔必須相對(duì)大。因此，利用在每一端的兩個(gè)阻扼器(choke) 34、42來(lái)降低通過(guò)位于施用器的所述端22、23處的大開(kāi)口的微波能量的泄漏。
[0015]更靠近施用器的阻扼器34是反作用式阻扼器(reactive choke)，其將微波能量反射回施用器。反作用式阻扼器34定位在施用器10的所述端22、23處。在圖3中更具體地顯不的反作用式阻扼器34由四個(gè)金屬圓形波導(dǎo)部段36、37A、37B、38構(gòu)成。每一(金屬圓形波導(dǎo))部段在每一端具有凸緣40，以利用例如螺釘附接至另一(金屬圓形波導(dǎo))部段的凸緣、或者施用器10的凸緣或者阻扼器箱42 (圖1)的凸緣。在圖3中最左側(cè)的部段38是具有圓形孔的帶凸緣的圓柱形金屬管。相同的內(nèi)部金屬波導(dǎo)部段37A、37B在每一端帶有凸緣并且具有由小直徑段44和大直徑段45形成的階梯孔。小直徑段44具有與最左側(cè)部段38相同的內(nèi)徑。除了小直徑段44'被加長(zhǎng)外，最右側(cè)部段36與內(nèi)部部段37A、37B相同。具有與小直徑段44、44'相同的內(nèi)徑的塑料或聚四氟乙烯微波可透過(guò)環(huán)46夾持在每個(gè)內(nèi)部波導(dǎo)部段37A、37B和最右側(cè)部段36的大直徑端中。當(dāng)波導(dǎo)部