用于介电产品的热干燥处理的组合机器的制作方法

用于介电产品的热干燥处理的组合机器
1.本发明涉及一种改进的组合机器，其用于通过施加振荡射频电磁场对介电产品进行热干燥处理，该介电产品诸如例如制革工业中的动物生皮(animal hide)、固体和/或液体食品(例如待冷冻干燥的牛奶)、以及颗粒或薄片形式的聚合物。
2.已知用于材料或介电产品的热干燥处理的射频设备已经被广泛使用多年，并且用于需要加热介电材料的本领域的多个领域。
3.上述射频设备用于制革工业的生皮的生产周期中的干燥和/或除湿处理、用于食物产品处理(例如用于牛奶冷冻干燥或巴氏杀菌处理)、以及用于聚合物质处理(例如使它们液化)。
4.已知类型的射频设备通常包括能够在射频场中以预定频率生成振荡电压的发电机(为了便于展示，下文中称为rf发生器)和连接到其上的单元，振荡电磁场通过该单元被施加到待处理/加热的介电产品。
5.这种单元(通常称为施加器(applicator))根据待处理产品的性质具有适当的构造。在其基本配置中，它基本上由两个或更多个适当形状的电极组成，这些电极在封闭的处理室或腔中限定了处理区域，待加热的产品位于该处理区域中或待加热的产品通过该处理区域。
6.可以根据电极的空间布置和与rf发生器的连接类型来识别不同类型的施加器，例如以“杂散场”或“串场”配置(或几何形状)(其中所有电极仅布置在待处理的介电产品的一侧)或以“交错”配置(其中电极布置在待处理的介电产品的多侧，其中正电极相对于接收待处理的介电产品的支撑装置(可移动的或固定的)放置在同一侧，而负电极放置在相对侧)。
7.在操作中，施加器和待加热的介电材料限定了rf发生器的负载。
8.因此，通过射频系统(27.12mhz)进行干燥利用了根据其水蒸气总是从炎热区域移动到寒冷区域的原理。通过在存在适当强度的射频电磁场的处理区域中考虑待处理的介电产品，热量以体积方式直接在介电产品本身中生成，而不借助于载热装置(通常为空气、水或流体)。
9.用于干燥上述领域中的介电产品的其它类型的替代设备或系统(例如特别是使用真空技术的机器)目前也是已知的。
10.真空干燥使用一种原理，根据该原理，通过降低待处理的介电产品中所包含的水的压力来干燥该介电产品，从而在比大气压(100℃和101.3kpa)更低的温度(例如在40℃和7.4kpa)处实现蒸发。
11.现有技术在任何情况下都没有以任何方式提供能够同时利用与真空干燥相关联和与通过射频系统进行干燥相关联的操作优势的机器或设备，这代表了相对于更传统的真空干燥方法的技术进步，例如通过非常适当地提供对待处理的介电产品更少的侵入性和更低的资源消耗，因为它不伴随热水的消耗。
12.实际上，在上述领域中(特别是在动物生皮制革工业中)，根据需要、待处理的介电产品的类型以及部分地还有工厂中的可用空间，这两种技术被用作相互的替代物。
13.基本上，特别是在某些操作条件下和存在给定的待处理的材料的情况下，目前用
于干燥材料本身的机器的性能并不是最佳的，并且可能得到很大的改善，正如那些在他们的工厂中进行处理并购买这种机器的人总是希望的那样。
14.上面三段中所述的内容的一个例外是现有专利文件de3521061 a1中所述的用于生皮、毛皮等的干燥设备，其被认为是本发明的最接近的现有技术。
15.因此，从对现有技术的上述局限性的认识出发，本发明提出充分且有效地补救在此考虑的现有技术所遭受的上述缺点。
16.特别地，本发明的主要目的是提供一种用于介电产品的热干燥处理的组合机器，其效率高于现有技术的等效机器的效率。
17.换句话说，本发明的主要目的是提供一种用于介电产品的热干燥处理的组合机器，该组合机器具有目前市场上可买到的但是相互单独使用或交替使用的真空干燥设备和射频干燥设备的优点。
18.因此，在这种目的的范围内，本发明的任务是设计一种组合机器，与现有技术相比，在生产成本计算中涉及的所有其他因素相等的情况下，该组合机器允许降低介电产品的热干燥处理所需的成本。
19.在上述主要目的的认知范围内，本发明本身的另一个任务是指出一种用于介电产品的热干燥处理的组合机器，该组合机器比类似的已知机器所允许的更能满足市场的需求。
20.本发明的第二个目的是制造一种用于介电产品的热干燥处理的组合机器，该组合机器的总体尺寸较小，小于已知类型的机器的那些总体尺寸。
21.本发明的最后但并非最不重要的目的是制造一种用于介电产品的热干燥处理的组合机器，该组合机器具有低于真空干燥设备中发现的那些能量或其它资源(例如热水)消耗的低的能量或其它资源消耗，同时与射频干燥设备相比，降低了处理室或腔(或处理或工作腔)内部放电的风险。
22.所述目的是通过根据所附权利要求1的用于介电产品的热干燥处理的组合机器来实现的，为了简洁起见，应当参考该组合机器。
23.根据本发明的用于介电产品的热干燥处理的组合机器的另外的详细技术特征包含在相应的从属权利要求中。
24.下文明确且具体限定的前述权利要求是本说明书的组成部分。
25.有利的是，本发明的用于介电产品的热干燥处理的组合机器实现了比已知类型的可比较机器更高的生产效率。
26.这有利地归因于以下事实：在本发明中，用于介电产品的热干燥处理的组合机器包括以期望的输出功率生成射频输出信号的发电机以及包含在处理室或腔中的施加器装置，在该处理室或腔中通过电连接到发电机的泵送装置实现真空，施加器装置在处理室或腔中限定的介电产品处理区域处产生电磁场以加热介电产品并且导致其随后的干燥。
27.同样有利的是，根据本发明的用于介电产品的热干燥处理的组合机器可以更有效地满足日益严格和苛刻的客户要求。
28.仍然有利的是，本发明的用于介电产品的热干燥处理的组合机器具有小的总体尺寸和细长且简单的结构概念，例如以对客户特别有吸引力。
29.同样有利的是，本发明的用于介电产品的热干燥处理的组合机器允许：一方面与
真空干燥机器相比降低能量或其他资源(例如热水)的消耗，同时，在另一方面与射频干燥机器相比降低处理室或腔内部放电的风险。
30.上述目的和优点以及下面将出现的其它目的和优点将从下面的描述中变得更加明显，该描述涉及本发明的用于介电产品的热干燥处理的组合机器的优选实施例，该描述是通过参考附图以非限制性示例的方式给出的，该附图仅包含图1，其中本发明的用于介电产品的热干燥处理的组合机器通过由此所表达的主要发明技术概念的示意性、简化且因此解释性的视图来示出。
31.因此，根据本发明的用于介电产品(例如来自制革工业的动物生皮、例如牛奶的食品或以颗粒或薄片形式的聚合物)的热干燥处理的组合机器在图1中示意性地示出，其中整体用附图标记1表示。
32.如可以看到的，用于介电产品的热干燥处理的组合机器1(在附图中用d表示)包括：
33.由与其预期用途匹配的任何材料制成的盒状外壳2，其限定了浸没在空气中并且适于容纳介电产品d(例如动物生皮或食品)的处理室或腔3，该介电产品被放置在支撑装置(为了方便起见未示出，并且包括例如传送带)上，并且将被进行热处理以将其干燥；
34.泵送装置，其整体由附图标记4表示，并且通常由真空泵组成，该泵送装置可操作地(即，液压地)连接到盒状外壳2，并且适于被操作或启动以在介电产品d存在的情况下在处理室或腔3内部产生真空条件。
35.根据本发明，组合机器1包括以期望的输出功率生成射频输出信号的发电机5以及包含在处理室或腔3中并且电连接到上述发电机5的施加器装置，该施加器装置整体由附图标记6表示；这些施加器在处理室或腔3内的介电产品d的限定处理区域7处产生电磁场，以加热介电产品d本身。
36.特别地，发电机5包括用于以第一功率电平生成射频信号的单元以及电连接到生成单元的放大装置，该放大装置适于将生成单元的所述射频信号从第一功率电平放大到输出功率。
37.优选但不是必须的(尽管有利)，放大装置包括一个或更多个放大级，每个放大级包括有源固态电子部件。这允许显著减小发电机的尺寸，并且更普遍地显著减小本发明的组合机器的尺寸。
38.甚至更优选地，放大级的固态有源电子部件是硅或氮化镓半导体类型的。
39.已知，固态发电机是一种使用能量增益装置但没有可移动零件的发电机。通过示例的方式，半导体发电机——一种特殊类型的热电发电机——是固态发电机的典型示例。
40.射频输出信号具有包含在300khz-300mhz范围内的频率值，优选地等于13.56mhz或等于27.12mhz或等于40.68mhz。
41.在下面未示出的本发明的组合机器的另外的实施变型中，处于第一功率电平的射频信号生成单元可以包括高压振荡/谐振电路(例如三极管)。
42.根据本文描述的本发明的优选实施例，施加器6包括一对彼此面对的相反极性的电极8、9，根据预设配置相互布置电极8、9，由制造商期望的或根据客户的需求来选择该预设配置。
43.在这种情况下，预定的配置是其中所述相反极性的电极8、9彼此面对、平行并且以
如下方式间隔开的类型：
44.·
处理区域7包含在电极8、9之间，电极8、9适于布置在介电产品d的两个相对侧，其中正电极放置在介电产品d的第一侧，而负电极放置在介电产品d的第二侧，通常与第一侧相对；
45.·
由电极8、9生成的电磁场主要垂直于正在传输的(如果放置在传送带上)或固定在处理区域7中的介电产品d。
46.在没有附图的本发明的组合机器的其他结构解决方案中，电极采用的预定配置是这样的类型，其中这种相反极性的电极彼此面对并且彼此平行，使得：
47.·
处理区域布置在两个电极的上方或下方，该两个电极适于仅布置在待处理的介电产品的一侧；
48.·
由电极生成的电磁场主要与待处理的介电产品相切。
49.在优选但不具有约束力的方式中，电极8、9中的每一个由多个连续的电极组成，该多个连续的电极中的每个电极相对于与其对齐和相邻的电极(例如，在平行于可移动的支撑装置上的介电产品的馈送方向的方向上)具有相同的极性(在电磁场主要垂直于介电产品d的情况下)或具有相反的极性(在电磁场主要与介电产品相切或平行的情况下)。
50.由于通用电极8、9中的每一个实际上被分解成多个子电极(或基本电极)，这种结构上的权宜之计允许本发明的组合机器1一方面获得非平凡的和不可忽略的操作优点(在操作期间)，诸如例如介电产品d的加热处理更均匀以及介电产品d的准时、选择性和多样化的加热。
51.另一方面，这种将电极8、9分解成多个基本电极允许实现同样重要的管理优势(在可能的和不可避免的、至少周期性的和预定的停机时间期间)，诸如例如电极的维护、修理和/或更换更加简单，从而电极的维护、修理和/或更换可以局限和限制于单个基本电极，而不涉及整个部件，这有利于相关成本。
52.这些操作和管理优势没有以任何方式体现在可用的现有技术中，甚至没有以任何方式体现在以编号de3521061 a1公布的现有文件中。
53.如从图1中可以看出，电极8、9(其可以在处理室或腔3中采用任何空间布置)包括盒状外壳2的单独部件。
54.应当理解，在附图中未示出的本发明的组合机器的可替代的实施例中，电极可以包括盒状外壳内壁的两个相对部分(均匀的或整体的或分成并排放置的单独部分)。
55.本发明的组合机器1还包括置于泵送装置4和盒状外壳之间的电容器10：电容器10的功能是冷凝相对于泵送装置4(例如所提到的真空泵)的容量过量的蒸汽。
56.优选地但非排他地，尽管适当地，本发明的组合机器1包括处理室或腔3中存在的温度和/或湿度的检测装置(为了简单起见未示出，但是是本领域技术人员已知的类型)，该检测装置可操作地连接到盒状外壳2，并且适于调整射频发电机5的输入功率和/或调整由泵送装置4生成的处理室或腔3中的真空条件的水平。
57.借助于上述描述，因此明显的是，根据本发明的用于介电产品的热干燥处理的组合机器实现了上述目的并且达到了上述优点。
58.在实施时，可以对本发明的用于介电产品的热干燥处理的组合机器进行修改，该组合机器例如由与说明书前面部分提到的泵送装置不同类型的泵送装置组成，只要它们适
于产生和保持真空条件(其中压力低于大气压)。
59.此外，本文专门要求保护的用于介电产品的热干燥处理的组合机器的另外的结构解决方案(未在附图中示出)可以唯一地提供发电机具有与上述优选的结构概念不同的结构概念，这不会损害本发明带来的优点。
60.最后，明显的是，在不脱离本发明构思中固有的新颖性原则的情况下，可以对用于有关机电设备的产品的热干燥处理的组合机器进行许多其他变型，正如在本发明的实际实施中明显的那样，所示细节的材料、形状和尺寸根据需要可以是任意的，并且可以由其他技术上等效的元素代替。
61.在任何所附权利要求中提到的结构特征和技术跟随有参考符号或数字的情况下，引入这些参考符号的唯一目的是为了增加权利要求本身的可理解性，并且因此，这些参考符号对仅通过这些参考符号以示例方式标识的每个元素的解释没有限制作用。