Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса о применении свч-энергии в задачах теплотехники 13
1.1. Общие сведения о передаче энергии посредством электромагнитных волн 13
1.2. Отражение и преломление плоской волны при падении на обрабатываемый эластомерный материал
1.2.1. Перпендикулярное падение волны на границу раздела сред 17
1.2.2. Наклонное падение волны на границу раздела сред
1.3. Преобразование энергии электромагнитного поля в тепловую. Свойства поглощающих материалов 24
1.4. Генераторы электромагнитного поля сверхвысокой частоты 26
1.5. Математическое описание процесса нагрева полимерных материалов в электромагнитном поле сверхвысокой частоты 30
1.6. Выводы по главе и постановка задачи исследования 45
2. Математическое моделирование теплообмена в обрабатываемом материале при вулканизации длинномерного рулонного эластомерного материала 47
2.1. Математическая модель процесса обработки эластомерного ленточного материала 47
2.1.1. Постановка задачи в дифференциальном виде 47
2.1.2. Аналитическое решение задачи
о температурном поле 51
2.1.3. Расчет тепловых потоков 57
2.2. Соотношение тепловых и технологических характеристик при производстве гуммировочных листовых заготовок 58
2.2.1. Основные расчетные зависимости 58
2.2.2. Факторы, влияющие на теплообмен 59
2.3. Влияние теплового эффекта протекающих химических реакций на динамику нагрева изделия 62
2.3.1. Расчет температурного поля изделия с учетом влияния эндо- и экзотермических химических реакций 62
2.3.2. Расчет тепловых потоков с учетом влияния тепловых эффектов протекающих химических реакций 65
2.3.3. Влияние тепловых и технологических параметров на динамику изменения температуры
листовых гуммировочных заготовок з
2.4. Особенности теплообмена при обработке цилиндрических эластомерных заготовок 69
2.4.1. Математическая модель 69
2.4.2. Соотношение тепловых и технологических характеристик при производстве эластомерных цилиндрических заготовок 74
2.4.3. Тепловой эффект химических реакций 75
2.5 Выводы по главе 76
3. Использование СВЧ-поля для нагрева эластомерных покрытий 78
3.1. Математическое описание воздействия СВЧ-излучения на резиновые смеси 78
3.2. Экспериментальное исследование методики предварительного СВЧ-нагрева эластомерного покрытия перед вулканизацией 86
3.2.1. Описание экспериментальной установки и методики проведения исследования 86
3.2.2. Результаты экспериментального исследования нагрева эластомерного покрытия электромагнитным полем 91
3.3. Исследование влияния предварительного нагрева эластомерного
покрытия СВЧ-полем перед вулканизацией
на качество готового изделия 96
3.4. Методика экспериментального определения значения фактора диэлектрических потерь обрабатываемого материала 100
3.5 Выводы по главе 101
4 Использование методики нагрева эластомерного материала в свч-поле для промышленного применения 103
4.1 Обеспечение безопасности при использовании аппаратов, генерирующих СВЧ-энергию 106
4.2 Устройство для непрерывного СВЧ-нагрева длинномерных шприцованных профилей ПО
4.3 Устройство периодического действия для нагрева массивных шин СВЧ-полем 112
4.4 Разработка устройства для непрерывного нагрева эластомерного рулонного материала электромагнитным полем сверхвысокой частоты 115
4.5 Расчет технологических параметров разработанного устройства... 124
4.6 Выводы по главе 127
Заключение 129
Литература
- Преобразование энергии электромагнитного поля в тепловую. Свойства поглощающих материалов
- Соотношение тепловых и технологических характеристик при производстве гуммировочных листовых заготовок
- Экспериментальное исследование методики предварительного СВЧ-нагрева эластомерного покрытия перед вулканизацией
- Устройство периодического действия для нагрева массивных шин СВЧ-полем
Введение к работе
Актуальность проблемы. Тепловая вулканизация рулонных эластомерных материалов. - наиболее ответственная и энергоемкая операция в технологическом процессе производства резинотехнических изделий, представляющая собой нестационарный тепловой процесс. В связи с этим основное внимание обычно уделяется температурным полям вулканизуемых изделий, образующимся в ходе выполнения этой операции. Технология проведения этой операции и используемое оборудование определяют конечный комплекс технически полезных свойств, приобретаемых полимерным материалом. Особое влияние на качество готовых изделий оказывает оптимизация тепловых режимов вулканизации. Среди технологических факторов интенсификации и оптимизации тепловых режимов вулканизации полимерных рулонных материалов наиболее значительную часть составляют теплотехнические. К ним относятся: повышение прецизионности теплового режима; повышение и стабилизация параметров теплоносителей, начальной температуры невулканизованного изделия; использование новых, более эффективных теплоносителей и улучшение теплообмена на оборудовании; выбор рационального способа обогрева; уменьшение тепловых потерь и превращение периодического процесса в непрерывный или поточный.
Существенно улучшить технологию производства, энергетическую эффективность и, как следствие, качество конечного продукта позволяет использование электромагнитного поля сверхвысокой частоты (СВЧ) для нагрева эластомерного рулонного материала в поточном производстве. Однако обобщающая методика расчета тепловых полей и технологических характеристик при СВЧ-обработке до сих пор не создана и не унифицирована.
Цель работы - интенсифицировать процессы, повысить производительность оборудования и улучшить качество вулканизации эластомерных материалов и гуммированных объектов, повысить степень вулканизации, химическую стойкость и прочность крепления гуммировочных покрытий путем использования предварительного нагрева изделия электромагнитным полем сверхвысокой частоты.
Научная новизна работы.
-
Предложен и реализован способ термообработки гуммировочных покрытий и длинномерных рулонных эластомерных материалов, включающий предварительный нагрев материала до температуры вулканизации и последующую вулканизацию в псевдоожиженном слое.
-
Разработана математическая модель процесса теплообмена в эластомерном материале при его нагреве и вулканизации в псевдоожиженном слое. Найдено аналитическое решение поставленной задачи теплообмена при условиях однозначности, характерных для производства гуммировочных изделий. На основе анализа этого уравнения выявлены определяющие критерии, влияющие на процесс изменения температуры в обрабатываемом материале при условии протекания эндо-и экзотермических химических реакций, установлена функциональная связь между ними.
-
Предложена математическая модель предварительного нагрева эластомерного материала электромагнитным полем сверхвысокой 'частотыг^СйШ^д^ёйлизации данной модели с помощью численного метода Ікбнєчші&іІДОвЯіКгей получено
СПетерМрг ЬґА
распределение температур в обрабатываемом материале, которое сопоставлено с результатами проведенных экспериментальных исследований. Установлен характер взаимосвязи технологических и теплофизических параметров процесса обработки. 4. Разработана обобщающая функциональная схема аппаратов нагрева электромагнитным полем сверхвысокой частоты, упрощающая их разработку, позволяя рассчитывать составляющие агрегаты отдельно при определении параметров стыковки.
Практическая ценность.
1. Разработано устройство для непрерывного нагрева длинномерных эластомерных
рулонных материалов в электромагнитном поле сверхвысокочастотного диапазона,
полностью готовое для встраивания в автоматические и автоматизированные
поточные линии вулканизационного и гуммировочного производства. В данном
аппарате предусмотрено несколько степеней защиты от проникания
электромагнитных волн во внешнюю среду, включая четвертьволновые ловушки и
герметизацию рабочей зоны.
2. Предложена методика расчета технологических параметров разработанного
устройства. Согласно данной методике основной расчетной характеристикой
является мощность генераторов электромагнитного поля - легко управляемый
параметр, что обеспечивает гибкость использования данного устройства.
3. Разработана схема модернизации автоматической поточной линии для
изготовления длинномерных гуммированных полос, в которую введено устройство
для непрерывного предварительного нагрева эластомерного покрытия
электромагнитным полем перед вулканизацией. Модернизированная линия
отличается более высокой производительностью (за счет использования
предварительного нагрева) и лучшим качеством готовых изделий: повышенной
степенью вулканизации, химической и адгезионной стойкостью.
4. Проведена классификация способов обеспечения безопасности оборудования,
использующегося при микроволновом нагреве. Данная классификация упрощает
расчет конструкции аппаратов с точки зрения изоляции электромагнитного поля в
рабочей камере, позволяет выявить наиболее оптимальные способы защиты.
Реализация результатов исследований осуществлена при создании гуммированных объектов на ОАО "Аммофос", ООО "Октава-Плюс", ЗАО 'Череповецметаллургпрокатмонтаж", 000 "Химзащита", ГУЛ "Вологодский вагоноремонтный завод". По материалам диссертационной работы получены две приоритетные справки о выдаче патентов РФ на изобретения: «Способ термообработки синтетического рулонного материала» №2003100585; «Устройство для непрерывной вулканизации длинномерных изделий» №2003113039.
Достоверность полученных результатов и выводов, сделанных на их основе, подтверждается приведенными экспериментами, а также опытными данными других авторов.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
И, III и IV международных научных конференциях "Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах", Череповец, 1999, 2002,2004 гг.
XIII Межвузовской военно-научной конференции, Череповец, 1999 г.
" ;- J-чт.п ' і
- I Всероссийской научно-технической конференции "Компьютерные технологии в
науке, проектировании и производстве", Нижний Новгород, 1999 г.
- III, IV международных научно-технических конференциях «Прогрессивные
процессы и оборудование металлургического производства», Череповец, 2001, 2003
гг.
Международной научно-технической конференции «Энергосбережение в теплоэнергетических системах», Вологда, 2001 г.
- Региональной научной конференции «Молодые исследователи - региону»,
Вологда, 2001 г.
Общероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону», Вологда, 2003 г.
Всероссийской науч.-прак. конф. "Экология и здоровье", Москва, 2004 г.
- Международной научно-технической конференции, посвященной 75-летниму
юбилею АГТУ, Архангельск, 2004 г.
- IV международной научно-технической конференции «Повышение эффективности
теплообменных процессов и систем», Вологда, 2004 г.
По теме диссертации опубликована 21 печатная работа.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 144 наименований. Объем диссертации составляет 144 с. машинописного текста, 30 рисунков, а также 8 с. приложений.
Преобразование энергии электромагнитного поля в тепловую. Свойства поглощающих материалов
С электрической точки зрения магнетрон представляет собой диод, имеющий катод и массивный анод кольцевой формы (рис. 1.3). В центре диода установлен катодный узел 5, состоящий из металлического керна 16, на поверхность которого нанесен эмитирующий слой, содержащий моноатомный барий. Внутри катода расположен подогреватель 9. Выводы катода и подогревателя проходят через керамические (или стеклянные) герметизирующие изоляторы 14. Анодно-резонаторный блок 2 изготовлен из вакуумной бескислородной меди высокой очистки. Резонаторы анодного блока образованы из индуктивного отверстия 4 и емкостного зазора - щели 3. Между щелями находятся сегменты, над и под которыми в специально прорезанных пазах расположены две линии связок 12, электрически соединяющих сегменты через один друг с другом. В магнетронах дециметрового и длинноволновой части сантиметрового диапазонов используют обычно 8 - 12 резонаторов, миллиметрового диапазона - до 40 резонаторов и более.
При работе магнетрона между катодом и анодом подается анодное напряжение. Это напряжение создает в кольцевом зазоре между катодом и анодом радиальное электрическое поле, под действием которого электроны, отрываясь от поверхности подогретого катода, радиально направляются к аноду. Плотно прилегающие полосы постоянного магнита 6 через полюсные наконечники кольцевой формы 7, впаянные в герметизирующие крышки 13, в кольцевом зазоре между катодом и анодом создают магнитное поле, силовые линии которого направлены перпендикулярно к силовым линиям электрического поля. Под действием магнитного поля электроны отклоняются от прямолинейной траектории и начинают двигаться по некоторой сложной кривой (рис. 1.4).
При движении в кольцевом зазоре электроны в резонаторах анода возбуждают высокочастотные колебания. Высокочастотная энергия из магнетрона выводится с помощью петли связи 1, помещенной в один из резонаторов анодного блока. Петля связи либо соединена с центральным проводником 11 герметизированного коаксиального разъема, либо переходит в штырь, электрически возбуждающий вывод энергии, выполненный на прямоугольном волноводе. Для выравнивания магнитного поля в пространстве между анодом и катодом на керне катода установлены торцовые диски - экраны, препятствующие вылету электронов вдоль оси магнетрона.
Магнетроны непрерывного генерирования, предназначенные для использования в СВЧ-аппаратах, имеют колебательную (выходную) мощность, достигающую нескольких десятков киловатт. Коэффициент полезного действия магнетрона может превышать 70%; как правило, КПД возрастает с увеличением мощности магнетрона.
С целью использования магнетронов в установках для нагрева диэлектрических полимерных материалов в качестве источника микроволновой энергии на их базе создают СВЧ-генераторы, включающие, помимо самих магнетронов, источники питания, систему управления и регулирования, систему блокировок и сигнализации, систему охлаждения и проч. Эти системы осуществляют управление магнетроном (включение, выключение, регулировка и контроль мощности и т.д.), блокировку (защита от перегрузок, контроль внешнего излучения) и сигнализацию о готовности магнетрона к работе, о режимах работы отдельных цепей и систем и выходе из строя отдельных узлов.
Основные требования к универсальным СВЧ-генераторам промышленного применения можно сформулировать следующим образом: - возможность размещения легкозаменяемого генераторного блока (магнетронного блока) непосредственно около ввода энергии в рабочую камеру установки; - выполнение блока питания генератора в виде радиотехнического шасси, допускающего размещение в любом удобном месте и быструю его замену; - устойчивая работа генератора (магнетрона) в условиях изменяющихся несогласованных нагрузок и его автоматическое отключение при увеличении коэффициента отражения выше заданного значения; - возможность регулирования мощности в пределах 20 - 100% от номинальной и ее автоматическая стабилизация при колебаниях питающего напряжения; - возможность автоматического регулирования мощности с помощью сигнала от внешнего датчика, контролирующего состояние объекта нагрева (температура, влажность, степень вулканизации и т.п.); - автоматическое отключение генератора (магнетрона) в случае критического отклонения рабочих параметров от номинальных значений (выходная мощность, собственная температура генератора, температура нагреваемого изделия, внешнее излучение и т.п.). Энергию, выработанную генераторным блоком, необходимо транспортировать в камеру обработки материала. Эту функцию выполняют волноводы. Генераторный блок, как правило, имеет специальный вывод сверхвысокочастотной энергии в виде волновода прямоугольного сечения.
В большинстве случаев применяют волноводы прямоугольного и круглого сечения, расположенные в виде серпантина (меандровые), Н-образные, коаксиальные и полосковые линии.
Как уже было упомянуто, на данный момент не существует единой методики расчета тепловых режимов нагрева изделий электромагнитным полем сверхвысокой частоты. Точная настройка оборудования, используемого для СВЧ-нагрева, зачастую осуществляется "на глазок" - по контролю за качеством готового изделия. В большинстве методов предварительного расчета термических режимов подразумевается равномерное рассеяние электромагнитной энергии внутри приемника (обрабатываемого материла). Таким образом, определение температурного поля изделия сводится к расчету поглощенной им энергии:
Соотношение тепловых и технологических характеристик при производстве гуммировочных листовых заготовок
Из рассмотрения расчетных зависимостей (2.36), (2.37) следует, что температура обрабатываемого материала при предварительном подогреве гуммировочных листовых заготовок определяется критериями Kt, КГ2, Кгз, Bi, Kf, причем изменение температуры как по толщине ленты, так и вдоль технологической оси с критериями Kt, Кг2, Кг3 связана зависимостью, близкой к линейной. Влияние же критериев Bi и Kf на температуру материала более сложное.
Приведенные выше расчетные зависимости применим для исследования динамики изменения температуры в обрабатываемом материале при постоянных источниках (стоках) теплоты. Результаты расчета представлены на рис. 2.2 и 2.3. 0 4 8 12 16 Kf
На рис. 2.2 показано поле температур, рассчитанное по уравнению (2.32) при Bi = 10. Из рассмотрения графика следует, что значительный градиент температур в случае малых мощностей экзотермических химических реакций имеет место лишь при Kf 10. Затем температура в обрабатываемом материале существенно выравнивается, что объясняется незначительной толщиной ленты. 0 4 8 12 16 Kf
На рис. 2.3 представлено изменение средней безразмерной температуры ленты, как функция критерия Kf (аналог критерия Фурье). Из анализа кривых следует, что интенсивнее температура материала изменяется в начале процесса, когда градиент температур наиболее значителен, затем скорость изменения температуры замедляется. Наиболее значительно спад темпа нагрева связан с началом эндотермических химических реакций. После завершения эндотермических реакций начинаются реакции экзотермические. В этом случае темп роста температуры вновь возрастает, однако не достигает первоначальных значений вследствие невысокого значения перепада температур материала (его поверхности) и теплоносителя.
Поскольку средняя температура обрабатываемого материала определяется лишь ограниченным числом критериев, для инженерной практики результаты расчетов удобно обобщить регрессионной зависимостью:
Реакцию присоединения серы к каучуку можно считать реакцией первого порядка, скорость которой зависит от концентрации только одного реагента - серы [65, 95, 127]. Тогда с учетом уравнения кинетики вулканизации, функции, характеризующие мощность внутренних стоков (источников) теплоты, обусловленных эндо- и экзотермическими реакциями представляется в виде:
Физический смысл коэффициентов mi заключается в том, что они соответствуют максимальной удельной мощности дополнительных стоков (источников) теплоты, обусловленных химическими реакциями. Величина kj численно равна максимальной скорости изменения относительной удельной мощности:
Уравнение (2.47) описывает процесс вулканизации эластомерного ленточного материала с учетом нелинейных источников (стоков) теплоты, действующих в материале при термообработке. Расчет температурных полей по этой формуле требует предварительного нахождения значений всех входящих в него критериев, причем значения эти изменяются на каждой стадии процесса. Корни характеристического уравнения цп всегда можно найти графическим методом.
Из рассмотрения расчетных зависимостей (2.47) - (2.51) следует, что температурное поле и тепловой поток гуммировочных листовых заготовок определяются четырьмя критериями: Кр, Kd, Kf и Bi, причем с критерием Кр температура и тепловой поток обрабатываемого материала связаны линейной, а с критерием Kf - экспоненциальной зависимостью.
На рис. 2.4 представлено распределение температуры в материале по аналогии с рис. 2.2 (Bi = 10) с поправкой на нелинейность источников (стоков) теплоты. Расчетные зависимости показывают, что при действии убывающих по амплитуде во времени источников (стоков) теплоты процесс прогрева замедляется. Это объясняется тем, что длительность эндотермических реакций меньше, чем экзотермических. Соответственно их влияние на весь процесс в целом незначительно. При этом в ходе эндотермических реакций интенсивность тепловыделения уменьшается со временем, а нагрев материала осуществляется за счет внешнего теплоносителя. Данный процесс характеризуется малой интенсивностью, так как градиент температур незначителен. Этот вывод подтверждает и зависимость средней температуры в материале от критерия Kf, представленная на рис. 2.5.
Экспериментальное исследование методики предварительного СВЧ-нагрева эластомерного покрытия перед вулканизацией
Далее металлическая полоса с приклеенной к ней резиной поступает в вулканизационную камеру 9. Вулканизация ведется горячим воздухом в псевдоожиженном слое инертного зернистого теплоносителя. Горячий воздух подается в нижнюю часть камеры через газораспределительную решетку и сетку, препятствующую выходу твердого инертного теплоносителя за пределы рабочей зоны. Благодаря тому, что объемная теплоемкость твердой фазы на несколько порядков выше объемной теплоемкости газа, интенсивно движущиеся частицы переносят большое количество теплоты даже при относительно невысоком их нагреве. В связи с тем, что удары по резине концентрированы в каждый момент времени, у готовых изделий адгезия улучшается в 2 - 10 раз по сравнению с вулканизацией другими видами теплоносителей.
После вулканизационной камеры, в непосредственной близости от нее, расположен узел контроля степени вулканизации 10. Далее гуммированная стальная полоса разрезается на листы нужных размеров. Листы поступают на пакетирующее устройство 11, где они подготавливаются для отправки на склад или на транспортный узел для перевозки потребителю.
Транспортер 13 подает металлическую полосу для ее обработки. Гидравлический отгибатель 15 предназначен для отгибания конца полосы в очередном рулоне. Сварку концов рулонов производит устройство 14.
Металлическая полоса сначала поступает в окалиноломатель 16, который предназначен для разрушения валками имеющейся на металлической полосе окалины. Далее полоса поступает для правки на многороликовую листоправильную машину 17. Для обеспечения непрерывности технологического процесса линия оснащена петлевым устройством 18 с центрирующим роликом для создания запаса полосы, обеспечивающего непрерывную работу линии при остановке полосы для сварки.
Контроль толщины металлического листа осуществляется толщиномером 19. Для обрезки кромок стального листа применяют дисковые ножницы 20, которые в случае обрезки кромок снабжены кромкокрошительными ножницами, а в случае подачи на гуммирование полос шириной менее ширины полосы, моталкой, которая сматывает обрезаемую часть полосы в рулон. Применение такой схемы обеспечивает выполнение заказов потребителя по геометрическим размерам гуммированного листа. Затем металлическая полоса поступает в устройство для отсоса отходов после резки 21.
Установка по очистке полосы от окалины при помощи абразивных порошков 22 действует по принципу усилия давления абразивного порошка на пропускаемую полосу под воздействием электромагнитного поля установки. В виду того, что одного протягивания полосы через абразивный порошок из-за различной твердости окалины часто бывает недостаточно, в установке предусматривается образование нескольких петель полосы. Усилие трения между полосой и абразивным порошком регулируется изменением магнитного потока за счет изменения силы тока, протекающего по обмоткам электромагнитов.
Дробеструйный способ широко распространен при очистке металлического листа от окалины. В проектируемой линии применена дробеструйная установка с горизонтальным расположением листа. Этот агрегат представляет собой камеру, в которой помещено по несколько дробеметных колес с каждой стороны листа. При дробеструйной очистке полосы от окалины абразивный материал выбирается в зависимости от цели обработки. Для быстрого удаления окалины применяют материал с большой зернистостью, а для придания поверхности необходимой гладкости - мелкозернистый. Основная масса окалины снимается крупной литой дробью в виде шариков диаметром 0,4 - 1 мм. Для эффективной очистки твердость круглой дроби должна быть равна HRC 45 - 55, а мелкой HRC 55 - 65. Применение в линии по подготовке металлической полосы механического способа удаления окалины с дробеструйными установками позволяет регулирование скорости подготовки полосы производить в пределах до 55 м/мин. Величина скорости движения полосы в линии будет определяться производительностью вулканизационной камеры.
После установки по очистке полосы от окалины при помощи абразивных порошков металлическая полоса попадает в камеру обезжиривания 23. Там со стальной полосы удаляется масло и грязь с помощью бензина, а также металлических или зубчатых щеток.
Далее полоса поступает в специальную камеру 6, где струей воздуха она подсушивается, и сдуваются возможные остатки абразивно-порошковой очистки. В установке для нанесения клея 4 процесс нанесения клея на поверхность стального листа производится два раза для обеспечения качества гуммирования.
Затем, как указывалось выше, для лучшего соединения резины с металлической полосой они прокатываются через специальные валки 8, разгоняющие воздух в виде пузырьков от середины к краям полосы, и изделие поступает в вулканизационную камеру.
Использование устройства для предварительной обработки полимерных рулонных заготовок электромагнитным полем позволяет существенно повысить эффективность предложенного гуммировочного производства и значительно снизить энергозатраты
Устройство периодического действия для нагрева массивных шин СВЧ-полем
В расчетную формулу не входит длина аппарата. Это объясняется тем, что в каждый момент времени обработке подвергается определенный участок материала небольшой конечной длины. Исходя из этого, выбор габаритных размеров аппарата должен базироваться на технологических требованиях производства, принципах обеспечения безопасности и прочих параметрах, непосредственно не касающихся процесса термообработки материала электромагнитным полем. Так как разработанное устройство предполагается использовать главным образом для предварительного нагрева изделия без вулканизации непосредственно в аппарате, то скорость движения рулонного материла должна определяться технологическими параметрами более инертного вулканизационного оборудования. Таким образом, главным варьируемым параметром является мощность излучения генератора поля. Мощность генератора легко изменяется, этим параметром удобно управлять, значит, разработанное устройство обладает большой технологической гибкостью и может использоваться при обработке различных материалов разной толщины.
1. На основе анализа конструкции рассмотренных существующих аппаратов СВЧ-нагрева разработано устройство для непрерывного нагрева длинномерных эластомерных рулонных материалов в электромагнитном поле сверхвысокочастотного диапазона. Разработанное устройство полностью готово для встраивания в автоматические и автоматизированные поточные линии вулканизационного и гуммировочного производства. В данном аппарате предусмотрено несколько степеней защиты от проникания электромагнитных волн во внешнюю среду, включая четвертьволновые ловушки и герметизацию рабочей зоны. Устройство адаптировано для безэхового типа нагрева, хотя с небольшими изменениями может использоваться и в резонаторном режиме.
2. Разработана методика расчета технологических параметров предложенного устройства. Согласно данной методике габаритные размеры (длина) аппарата не являются существенным расчетным параметром, влияющим на процесс нагрева, и должны выбираться исходя из косвенных факторов, как то: требования безопасности, технологические параметры поточной линии и другие. генераторов электромагнитного поля - легко управляемый параметр, что обеспечивает гибкость использования данного устройства. Скорость движения материала не имеет принципиального значения и задается согласно такту работы оборудованияПри этом основной расчетной характеристикой становится мощность, включенного в технологическую линию с разработанным устройством.
3. Разработана схема модернизации автоматической поточной линии для изготовления длинномерных гуммированных полос. В поточную линию введено устройство для непрерывного предварительного нагрева эластомерного покрытия электромагнитным полем перед вулканизацией. Модернизированная линия отличается более высокой производительностью за счет использования предварительного нагрева и лучшим качеством готовых изделий.
4. Разработана обобщающая функциональная схема аппаратов нагрева электромагнитным полем сверхвысокой частоты. Данная схема упрощает разработку таких аппаратов, абстрагируя отдельные агрегаты, которые могут разрабатываться и рассчитываться отдельно при определении параметров стыковки.
5. Разработана классификация способов обеспечения безопасности оборудования, использующегося при микроволновом нагреве. Данная классификация упрощает расчет конструкции аппаратов с точки зрения изоляции электромагнитного поля от внешней среды в рабочей камере, позволяет выявить наиболее оптимальные способы защиты.
