Принцип работы промышленных и бытовых СВЧ установок резонаторного типа

СВЧ-установки нашли широкое применение в машиностроении, пищевой промышленности и бытовой технике. Эта технология позволят создавать сравнительно недорогие установки, сфера применения которых будет увеличиваться по мере повышения мощности СВЧ-установок.

При закалке (или отжиге) стальных мембран в цилиндрическом резонаторе с медным корпусом, охлаждаемым водой, КПД резонатора, определяемый как относительная доля СВЧ-мощности, поглощаемой в торцевых стенках камер, тем больше, чем меньше проводимость торцевых стенок проводимости корпуса. Расчетные значения показывают, что для реализации процесса СВЧ-закалки хорошо подходит сочетание медного корпуса и стальных стенок в резонаторной камере.

Бытовые СВЧ-печи резонаторного типа

Наибольшее распространение получили устройства СВЧ-энергетики в области приготовления пищи: бытовые СВЧ-печи имеют серийное производство и являются типичными представителями резонаторных СВЧ-устройств. Рабочая камера печи имеет кубическую или призматическую форму, передняя стенка выполнена в виде дверцы, имеющей высококачественный пружинный контакт по всей поверхности. На дне камеры устанавливается полка из кварцевого стекла, на которой располагаются продукты для подогрева на небольшом расстоянии от нижней поверхности камеры.

Объем рабочей камеры составляет от 50 до 80 л в бытовых печах и от 100 до 100 до 200 л в печах на предприятиях общественного питания. Высококачественные рабочие камеры выполняются из листов нержавеющей стали, имеющей высокую коррозийную стойкость относительно пищевых продуктов, в более доступных печах стенки выполнены из обычной стали, покрытой стойкой посудной эмалью.

Использование магнетрона непрерывного режима действия

Питание рабочей камеры происходит от магнетрона непрерывного режима действия, мощность которого составляет 0,5 – 1 кВт, а рабочая частота 2400 – 2500 МГц. Обычно магнетрон и камера связаны индуктивной диафрагмой, прорезанной в стенке камеры в месте ее соединения с подводящим прямоугольным волноводом. Вентилятор с мощностью двигателя 30 – 50 Вт охлаждает воздушный радиатор магнетрона, а нагретый магнетроном воздух проводится через рабочую камеру и дополнительно греет продукты, и также участвует в реализации конвективного массообмена испаряемой воды или удалении водяного пара, образующегося при кипении.

Воздушная система СВЧ-печи, предназначенной для приготовления блюд из мяса с обжаренной поверхностью (гриль), должна иметь калорифер, выполненный в виде спирального нагревательного элемента, включенного в тракт перед входом воздуха в резонатор. Мощность калорифера должна нагревать продуваемый воздух от 60 – 80°C до температуры в 250 – 300°С, обеспечивающей обжаривание поверхности мяса, мясного фарша или изделий из теста типа пончиков.

Магнетроны бытовых СВЧ печей

Питание магнетрона бытовой СВЧ-печи осуществляется от сети 220В через таймер и концевой выключатель, срабатывающий одновременно с защелкой запора дверцы камеры. С помощью таймера устанавливается оптимальный для каждого блюда режим работы печки: время облучения СВЧ-мощностю и уровень мощности относительно максимального значения. Например, при выборе времени приготовления пищи 10 мин при 50%-ном режиме работы печи анодное напряжение магнетрона подается импульсно, продолжительность импульсов и пауз между ними составляет 66 – 67 с. Если установить 100% режим работы, анодное напряжение магнетрона будет подаваться в течение всего времени при максимальной мощности облучения. Обеспечение безопасности пользователей от СВЧ-облучения из камеры печи осуществляется за счет концевого выключателя дверцы, защитной сетки смотрового окна, защитными сетками каналов подсветки и продувки камеры. Сетки представляют собой отверстия диаметром 2 мм в стенках камеры, перекрывающие примерно 50% площади поперечного сечения соответствующих каналов.

Электробезопасность бытовых СВЧ-печей

Электробезопасность бытовых СВЧ-печей достигается размещением рабочей камеры и всех источников питания, включая магнетрон, в общем металлическом корпусе с декоративным наружным покрытием. Важнейшим элементом конструкции СВЧ-печей является устройство связи магнетрона с рабочей камерой. Это может быть, например, индуктивная диафрагмой, расположенная на торцевом короткозамыкателе волновода. Необходимо рассчитать размеры индуктивного окна связи и место его расположения. Оно может находиться на задней или верхней стенке камеры, но в любом случае там, где оно пересекается максимальным магнитным полем рабочего типа колебаний.

Воздушное охлаждение магнетрона

Еще одним важным моментом при конструировании бытовых и промышленных СВЧ печей является определение параметров  системы воздушного охлаждения магнетрона. Методика расчета воздушного охлаждения магнетрона основана на определении коэффициента конвективной теплопередачи.

При тепловом расчете СВЧ-печей необходимо определить температуру воздуха после обдува магнетрона. Это позволит определить конвективный массообмен в камере или мощность калорифера для дополнительного нагрева воздуха перед подачей в камеру. Промышленная СВЧ-печь является наукоемким устройством высокой потребительской стоимости. Учитывая привлечение к ней технологических, экспериментальных и дизайнерских знаний, разработка новых образцов является перспективной и престижной областью работы для специалистов по СВЧ-энергетике.

Наши контакты

Раб. тел/факс: (812) 493-20-71
Электронная почта: info@vritm.ru
Открыть контакты и реквизиты компании