射频加热系统技术方案

本公开涉及用于快速且均匀地加热传送器线上的多个物品的射频(RF)加热系统和方法，所述系统包括连接到RF波导的RF产生器，所述RF波导将RF能量传送到RF加热腔室，从而将RF能量传导到被配置成使物品传送通过所述RF加热腔室的传送器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】射频加热系统相关申请的交叉引用本申请要求2014年10月23日申请的第62/067,976号美国临时专利申请的优先权权益，所述申请的整个公开内容以引用方式并入本文。
本专利技术大体上涉及使用射频(300KHz-300MHz)能量加热物品的系统。
技术介绍
电磁辐射是用于将能量递送到对象的已知机制。电磁辐射以快速且有效方式穿透且加热对象的能力已经证明在许多化学和工业过程中是有利的。在过去，射频(RF)能量已经用以通过例如感应加热或介电加热而加热物品。然而，使用RF能量加热物品会具有一些缺点。举例来说，RF能量的波长可使得难以用有效方式传输和发射RF能量。本专利技术涉及针对最少化和/或消除与使用RF能量加热物品常规上相关联的许多缺点的发现。
技术实现思路
本专利技术的某些实施例提供一种射频(RF)加热系统，其以改善的有效性和效率加热多个物品。由所述RF加热系统提供的加热可用以对物品进行巴氏杀菌或消毒。所述RF加热系统可包含以下组件：(a)RF产生器，其用于产生RF能量；(b)RF波导，其被配置成大体上填充有液体，且当填充有所述液体时能够传输由所述RF产生器产生的RF能量；(c)RF加热腔室，其被配置成大体上填充有所述液体，且当填充有所述液体时能够接收通过所述RF波导传输的RF能量；以及(d)传送系统，其接纳于所述RF加热腔室中且被配置成在所述物品正由RF能量加热的同时将所述物品传送通过所述RF加热腔室。本专利技术的其它实施例提供一种用于使用射频(RF)能量加热物品的方法。所述RF加热方法可包含以下步骤：(a)使RF能量通过大体上填充有液体的RF波导；(b)将RF能量引入到大体上填充有所述液体的RF加热腔室中；以及(c)使用RF能量加热传送通过所述RF加热腔室的物品。附图说明图1是根据本专利技术的实施例配置的RF加热系统的典型步骤/区的框图；图2是根据本专利技术的一个实施例配置的RF加热区的一部分的剖视等距视图，特定来说图示了如何使用相对的发射器将RF能量施加于传送通过加热腔室的封装；图3是图2的RF加热区的端视图；图4示出了使用单侧发射器将RF能量施加于物品的RF加热区；图5示出了使用腔室的同一侧上的两个邻近单侧发射器将RF能量施加于物品的RF加热区；图6示出了使用腔室的相对侧上的两个间隔开的单侧发射器将RF能量施加于物品的RF加热区；图7是使用相对发射器的RF加热区的等距视图，所述发射器被定向以使得发射器的最宽壁垂直于物品的行进方向；图8是图7的RF加热区的侧视图；图9是图8的RF加热区的端视图；图10是配备有多个介电场塑形器的RF加热区的剖视等距视图；图11是图10的RF加热区的横截面图；图12是配备有介电巢套系统的载体的分解等距视图，所述系统用于接纳将在RF加热区中加热的物品；以及图13是图12的载体的横截面图。具体实施方式在许多商业过程中，可能需要以快速且均匀的方式加热大量个别物品。本专利技术使用射频(RF)能量来快速且均匀地加热物品，或辅助加热物品。可在本专利技术的RF加热系统中加热的合适物品的实例可包含(但不限于)食物、医疗流体和医疗器械。在一个实施例中，本文描述的RF加热系统可用于正在加热的物品的巴氏杀菌或消毒。大体上，巴氏杀菌涉及将一个或多个物品快速地加热到70℃与100℃之间的最小温度，而消毒涉及将一个或多个物品加热到100℃与140℃、110℃与135℃或120℃与130℃之间的最小温度。图1是根据本专利技术的某些实施例配置的RF加热系统的总体图。如图1中所示，一个或多个物品可最初引入到预加热区10中，其中可将物品预加热到大体上均匀的预加热温度(例如，20℃到70℃)。一旦经预加热，便可将物品引入到RF加热区12中。在RF加热区中，可使用通过下文更详细描述的一个或多个RF发射器排放到加热区12的至少一部分中的RF能量来快速加热物品。经加热物品随后可任选地通过保持区14，其中可将物品维持于恒定温度达指定时间量。随后，接着可将物品传递到降温区16，其中可将物品的温度快速降低到合适的处置温度(例如，20℃到70℃)。图1的RF加热系统可被配置成加热许多不同类型的物品。在一个实施例中，在RF加热系统中加热的物品可包括食物，例如水果、蔬菜、肉、面食、预制的饭以及甚至饮料。在其它实施例中，在RF加热系统中加热的物品可包括封装的医疗流体或者医疗和/或牙科器械。在RF加热系统内处理的物品可具有任何合适的大小和形状。在一个实施例中，每一物品可具有至少约2英寸、至少约4英寸、至少约6英寸和/或不大于约18英寸、不大于约12英寸或不大于约10英寸的长度(最长尺寸)；至少约1英寸、至少约2英寸、至少约4英寸和/或不大于约12英寸、不大于约10英寸或不大于约8英寸的宽度(第二最长尺寸)；和/或至少约0.5英寸、至少约1英寸、至少约2英寸和/或不大于约8英寸、不大于约6英寸或不大于约4英寸的深度(最短尺寸)。物品可包括具有大体上矩形或棱柱状形状的个别项目或封装，或者可包括通过RF加热系统的所连接项目或封装的连续的网。所述项目或封装可以由包含塑料、纤维素材料和其它大体上对RF透明的材料的任何材料构造，且可经由一个或多个传递系统通过RF加热系统，下文将详细论述所述传递系统的实施例。根据本专利技术的一个实施例，上述预加热、RF加热、保持和/或降温区中的每一者可以在单个器皿内界定，而在另一实施例中，上述级中的至少一者可以在一个或多个单独器皿内界定。根据一个实施例，上述步骤中的至少一者可以在至少部分填充有流体介质的器皿中实行，其中正在处理的物品可至少部分地浸没于所述流体介质中。所述流体介质可以是具有大于空气的介电常数的介电常数的气体或液体，且在一个实施例中，可以是具有类似于正在处理的物品的介电常数的介电常数的液体介质。此液体介质可具有在20℃下至少40、60或70和/或不大于120、100或90的介电常数。水(或包括水的液体介质)可以尤其适合于用以加热可食用和/或医疗装置或物品的系统。在一个实施例中，如果需要，那么在处理期间任选地可以将例如油、醇类、二醇类和盐等添加剂添加到液体介质以更改或增强其物理性质(例如，沸点)。RF加热系统可包含至少一个传递系统，用于将物品输送通过上述处理区中的一个或多个。合适的传递系统的实例可包含(但不限于)塑料或橡胶带传送器、链传送器、辊传送器、柔性或多挠曲传送器、线网传送器、斗式传送器、气动传送器、螺旋传送器、槽式或振动传送器，及其组合。所述传递系统可包含任何数目的个别传送线，且可以任何合适方式布置于过程器皿内。RF加热系统利用的传递系统可以配置于器皿内的大体上固定位置中，或者系统的至少一部分可以在横向或垂直方向上调整。在RF加热区12中，可以借助使用RF能量的加热源快速地加热物品。如本文使用，术语“RF能量”指代具有大于300KHz且小于300MHz的频率的电磁能量。在一个实施例中，RF加热区的各种配置可利用具有50到150MHz的频率的RF能量。除了RF能量，RF加热区还可任选地利用一个或多个其它热源，例如传导或对流加热或者其它常规加热方法或装置。然而，在RF加热区12内用以加热物品的能量的至少约25％、约50％、约70％、约85％、至少约90％、至少约95％或大体上全部可以是来自RF能量源的RF能量。在某些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加热多个物品的射频(RF)加热系统，所述RF加热系统包括：RF产生器，其用于产生RF能量；RF波导，其被配置成大体上填充有液体，且当填充有所述液体时能够传输由所述RF产生器产生的RF能量；RF加热腔室，其被配置成大体上填充有所述液体，且当填充有所述液体时能够接收通过所述RF波导传输的RF能量；以及传送系统，其接纳于所述RF加热腔室中且被配置成在所述物品正由RF能量加热的同时将所述物品传送通过所述RF加热腔室。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.23 US 62/067,9761.一种用于加热多个物品的射频(RF)加热系统，所述RF加热系统包括：RF产生器，其用于产生RF能量；RF波导，其被配置成大体上填充有液体，且当填充有所述液体时能够传输由所述RF产生器产生的RF能量；RF加热腔室，其被配置成大体上填充有所述液体，且当填充有所述液体时能够接收通过所述RF波导传输的RF能量；以及传送系统，其接纳于所述RF加热腔室中且被配置成在所述物品正由RF能量加热的同时将所述物品传送通过所述RF加热腔室。2.根据权利要求1所述的RF加热系统，其进一步包括用于传输由所述RF产生器产生的RF能量的至少一个同轴导管。3.根据权利要求2所述的RF加热系统，其进一步包括接纳于所述RF波导中且耦合到所述同轴导管的同轴到波导过渡部，其中所述同轴到波导过渡部被配置成接收来自所述同轴导管的RF能量且将RF能量传输到所述波导中。4.根据权利要求1所述的RF加热系统，其进一步包括RF发射器，其用于接收来自所述RF波导的RF能量且将RF能量传输到所述RF加热腔室中。5.根据权利要求4所述的RF加热系统，其中所述RF发射器的最宽壁大体上垂直于所述物品通过所述RF加热腔室的传播方向而定向。6.根据权利要求1所述的RF加热系统，其进一步包括接纳于所述RF加热腔室中的一个或多个介电场塑形器。7.根据权利要求6所述的RF加热系统，其中所述介电场塑形器的介电常数小于20。8.根据权利要求1所述的RF加热系统，其中所述传送系统包括用于接纳所述物品的介电巢。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·D·小吉姆瑞，
申请(专利权)人：H·D·小吉姆瑞，
类型：发明
国别省市：美国,US