CN108141931A - 用于利用微波处理材料的组件 - Google Patents

Abstract

用于利用微波处理材料（12）的组件（10），包括：用于在第一处理区域（20）中用微波处理材料的多模式微波施加器（18）；用于在第二处理区域（22）中用微波处理所述材料的多件式构造的单模式微波施加器（24）；和用于依次输送有待处理的材料通过所述第一和所述第二处理区域的器件（14）；其中，设置有驱动器（32）用于使所述单模式微波施加器的两个部件如下地彼此分开或离开运动，使得所述第二处理区域的尺寸（30）垂直于输送方向（28）地增大。

Description

用于利用微波处理材料的组件

技术领域

本发明涉及一种用于利用微波处理（Behandlung）材料的组件。利用这样的组件能够尤其干燥材料或者硬化复合材料。

重要的是，所述材料暴露给尽可能均匀的微波场（Mikrowellenfeld），以便实现均匀的处理。

背景技术

已知各种微波发生器。在单模式施加器（Applikator）（也称为单模式炉）中构造出其波长由工作频率决定的驻波（stehende Welle）。所述炉通常由经开缝口的矩形空心导体（Rechteckhohlleiter，有时称为矩形波导管）构成，其中，缝口宽通过预设的波长或频率确定。在通常非常狭长的缝口内，却可以实现良好的均匀性。如果所述缝口宽被选择较大，则所述波逸出（tritt…aus）。这是不希望的。较厚或经弯曲的材料不能用这样的单模式施加器来处理。

在多模式施加器（也称为多模式炉）中构造有多个模式，并且也可以处理具有较大尺寸的材料。

在这些组件中不利的是，场强不均匀地分布在所述处理空间中，从而在薄材料的情况下一些部位不被处理，并且一些部位被过度处理。

已知的微波组件要么以批量运行（在其中处理单件）工作，要么以连续运行（Durchlaufbetrieb）工作，在其中，所述材料（单件或用米量的物品（Meterware））依次地运动通过所述处理区域。

DE 10 2008 001 637 B4和DE 200 18 925 U1公开了用于以连续运行的微波设备的示例。

来自实践的用于微波施加器的示例在网页http://www.anton-paar.com/ca-en/products/details/microwave-synthesis/上公开。

发明内容

本发明的任务是，提供一种开头提及的类型的组件，利用该组件可以均匀地处理不仅薄的而且较厚的材料。

根据本发明，通过具有权利要求1的特征的组件来解决该任务。该组件包括：

（a）多模式微波施加器用于在第一处理区域中利用微波处理所述材料；

（b）多件式构造的单模式微波施加器用于在第二处理区域中利用微波处理所述材料；以及

（c）器件用于把有待处理的材料依次输送通过所述第一和所述第二处理区域；其中，

（d）设置有驱动器用于使所述单模式微波施加器的两个部件如下地彼此分开或离开运动（Auseinander- oder Wegbewegen），使得所述第二处理区域的尺寸垂直于输送方向地增大。

在根据本发明的组件中，设置有两个处理区域。所述材料在每次处理时输送通过这两个处理区域。根据材料而定地，可以接通所述单模式施加器或所述多模式施加器或者这两者。也就是说，不依赖于尺寸地，能够利用组件处理所有的材料。因为所述单模式施加器仅使得薄的材料通过所述狭长的处理空间，所以还设置有驱动器用于使所述单模式微波施加器的两个部件如下地彼此分开或者离开运动，使得所述第二处理区域的尺寸垂直于所述输送方向地增大。理解的是，所述驱动器可以任意地构造、例如机械地、液压地、气动地或电地构造。所述驱动器可以被手动操作或自动操作。在此，运动可以由手或通过控制器来触发。

在本发明的一个优选构造方案中设置有开关用于在所述单模式微波施加器的两个部件彼此分开或离开运动时切断所述单模式微波施加器。利用所述开关保证了所述单模式微波施加器仅当其实际被需要和闭合时才被接上（angeschaltet）。

利用微波的处理主要发生在所述材料的内部。因此能够有利的是，附加地将能量传递到所述材料的表面上。因此，在本发明的一个优选构造方案中，设置有附加的红外线辐射源用于利用红外线光照射所述材料。所述红外线辐射源可以在此布置成使得所述材料在所述第一处理区域中被照射。然而，也可以设想将所述红外线辐射源布置在所述第二处理区域中或者独立地布置在所述处理区域的前方或后方。

优选地，所述微波具有在0.1和30 GHz之间的、优选在1和6 GHz之间的、并且最优选在2.44和2.46 GHz之间的范围内的波长。这具有的优点是，所述波长在许多国家中被批准用于这种使用，并确保到所述材料上的足够的能量传递。其它的在大约915 MHz（对于均匀场而言倒不如说是（eher）过高的波长）和5.8 GHz的自由频率（freie Frequenzen，有时称为固有频率）同样是可用的。

在本发明的一个构造方案中规定，用于输送有待处理的材料的器件包括运输带。那么所述材料被放置到所述运输带上，并且随着所述运输带被输送通过所述处理区域。但也能够考虑的是，所述材料以其它方式运动通过所述处理区域、例如利用滚轮、行驶机构、托架、机器人或类似物。在连续材料（Endlosmaterial）中，所述材料可以被张紧并且在没有另外的辅助器件的情况下引导通过所述微波组件的内部。如有必要，所述材料也可以向后或“振动地”前后运动。

优选地，所述运输带对于所产生的微波是可透的。那么所述微波场以较小的程度受到影响。特别良好合适的是这样的运输带，其是玻璃纤维增强的特氟隆格栅。在此，所述运输带可以由具有在1和10 mm之间的格栅间距的格栅形成。所述格栅间距优选地被选择成使得所述材料可靠地得到安放（aufliegt）。

当根据本发明的组件用于处理预浸料（Prepregs）时有利的是，前置有（vorgeschaltet）用于制造预浸料的装置以用于装备（Bestückung）以预浸料。所述组件可以装备有各个部件和装备有连续物品（Endlosware）。

在本发明的一个特别优选的构造方案中规定，所述两件式的单模式微波施加器如下地能够彼此分开移动，使得具有20 cm的最大厚度、优选15 cm的最大厚度、并且最为优选10 cm的最大厚度的材料能够运送通过所述第二处理区域。“厚度”在此是指垂直于所述单模式微波施加器的部件的尺寸。理解的是，在其它方向上的尺寸几乎是任意的，也就是说尤其也可以大于或者小于所选择的厚度。

本发明的构造方案是从属权利要求的主题。下文参考所附的附图更加详细地阐释实施例。

附图说明

图1是用于利用微波处理材料的组件的侧视图，所述组件具有多模式施加器、单模式施加器和红外线辐射源。

图2是对图1中的组件的俯视图。

图3是图1中的组件的正视图。

图4示出了图1中的在所述单模式施加器处于运行状态中的情况下的细节。

图5示出了图1中的在所述单模式施加器处于经打开的状态中的情况下的细节。

具体实施方式

在图1至3中示出了总体利用10指代的用于用微波处理材料的组件。在该组件中，可以处理所有类型的以按件出售的货物或者用米量的物品为形式的材料、例如预浸料、复合材料、制动衬片或类似物。通过微波供应能量给所述材料，利用其使得所述材料硬化、加热和/或干燥。

附图示例性地显示了基体12，所述基体在由玻璃纤维增强的特氟隆格栅构成的运输带14上进行输送。所述运输带对于微波是可透的。运输方向利用箭头28表示。所述运输带14进入在由壳体限制的处理腔16中。在所述处理腔16中，在第一处理空间20中产生多模式施加器18的频率为2.45GHz的微波。在第二处理空间22中，产生单模式施加器24的频率为2.45GHz的微波。在所述多模式施加器18的前面和后面布置有微波阱15和17，所述微波阱防止所述微波从所述组件中发生逸出。所述单模式施加器的微波阱布置在所述单模式施加器的壳体中。

薄的基体12如其在图中所示的那样可以随着所述运输带运动通过这两个处理空间20和22、所述处理腔16。为此，设置有驱动器19和21。当这两个施加器被接通时，所述基体12两次经受利用微波的处理。在试样（Probe）往复移动时相应地较频繁。

微波根据所选的材料深地侵入到所述材料中。吸收性材料在利用微波处理时具有温度梯度。表面向外释放热，并且比所述材料的内部稍冷。还有不吸收微波辐射的材料、如聚丙烯或玻璃。既不进行吸收也不进行传送（transmittieren）所述微波的材料反射所述微波。因此，为了照射所述表面，附加地设置有在本实施例中被布置在所述第一处理区域20中的多个红外线辐射源26。理解的是，红外线辐射器也可以布置在其它部位处。

所述微波施加器中的每个和所述红外线辐射源可以彼此独立地接通并且在功率方面进行调节，从而为在组件中的各种各样的材料提供所述处理的各种可行方案。

图4示出了具有所述单模式施加器24的图1中的截取部分。可见的是，缝口（所述材料12被引导通过所述缝口）在竖直方向上在该实施例中非常狭长。因此，所述组件设置的是，所述单模式施加器的上部和下部部件与所述运输带具有间距30。也就是说，对于较厚或经弯曲的材料能够增大所述缝口，所述材料优选利用所述多模式施加器18处理。为此，设置有驱动器32。因此，在竖直方向上具有较大厚度的材料也可以通过所述组件来运送，而不必进行较大的改建或类似方式。

在备选的实施例中规定，当在竖直方向上具有较大尺寸的厚的或经弯曲的材料被运输通过所述第一处理区域20时，所述单模式施加器24的构件完全从所述处理区域中移出。

在另一个备选实施例中设置成，所述单模式施加器的部件可以被调整到不同的间距上。最大间距相应于在所述多模式施加器中的穿行高度（Durchfahrtshöhe）。

该设备不仅可以水平地构建，而且可以竖直地构建。这特别在连续的（endlosem）材料中有意义。

Claims (11)

1.用于利用微波处理材料（12）的组件（10），包括：

（a）多模式微波施加器（18）用于在第一处理区域（20）中利用微波处理所述材料；

（b）多件式构造的单模式微波施加器（24）用于在第二处理区域（22）中利用微波处理所述材料；以及

（c）器件（14）用于把有待处理的材料依次地输送通过所述第一处理区域和所述第二处理区域；其中，

（d）设置有驱动器（32）用于使所述单模式微波施加器的两个部件如下地彼此分开或离开运动，使得所述第二处理区域的尺寸（30）垂直于输送方向（28）地增大。

2.按照权利要求1所述的组件，其特征在于具有开关用于在所述单模式微波施加器的部件彼此分开或离开运动时切断所述单模式微波施加器。

3.按照前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于具有至少一个附加的红外线辐射源（26）用于利用红外线光照射所述材料。

4.按照权利要求3所述的组件，其特征在于，所述红外线辐射源如下地布置，使得所述材料在所述第一处理区域中被照射。

5.按照前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述微波具有在0.1和30 GHz之间的、优选在1和6 GHz之间的、并且最优选在2.44和2.46 GHz之间的范围内的波长。

6.按照前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，用于输送有待处理的材料的所述器件包括运输带（14）。

7.按照权利要求6所述的组件，其特征在于，所述运输带对于所产生的微波是可透的。

8.按照权利要求7所述的组件，其特征在于，所述运输带是玻璃纤维增强的特氟隆格栅。

9.按照权利要求7或8所述的组件，其特征在于，所述运输带由具有在1和10 mm之间的格栅间距的格栅形成。

10.按照前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，前置有用于制造预浸料的装置以用于装备以预浸料。

11.按照前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，两件式的单模式微波施加器如下地能够彼此分开移动，使得具有20 cm的最大厚度、优选15 cm的最大厚度、并且最为优选10 cm的最大厚度的材料能够运送通过所述第二处理区域。