CN105082286A - 一种木质材料射频加热处理设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种木质材料射频加热处理设备，包括射频发生装置和加热舱。所述射频发生装置能够将交流电能以射频方式转化为热能。所述加热舱包括基底座、滑轨、抽屉架、下极板、绝缘柱、上极板、上极板卡座、气缸伸缩杆、联动轴、旋转曲轴等部件。本申请利用高频电磁场使物料分子反复极化，能够高效环保的杀灭物料中的害虫。

Description

一种木质材料射频加热处理设备

技术领域

本申请用于木质材料中有害生物的射频加热处理，特别适用于出入境货物木质包装材料中松材线虫、天牛等有害生物的处理。

背景技术

货物在装卸及运输过程中，为便于叉车等设备的机械化作业，需要用到木制托盘等包装材料。在进出口货物的运输方面，木制托盘和集装箱的标准化为世界贸易的发展提供了巨大便利。为了便于商业贸易，提高运输效率，ISO规定了6种托盘标准，目前各国都在加大标准化托盘的使用量。木材是最早应用的托盘材料，也是全球最为常见的托盘材料，木托盘占美国托盘市场的90%～95%，木托盘在我国使用也相当广泛，约占我国托盘总量的90%。但是木质包装材料能携带森林病虫害，近年来其在国际间传播扩散的速度和频率呈现逐渐加快和增高的趋势，若控制不当就会产生严重影响，使企业和社会都蒙受巨大损失。世界上很多国家都对进境货物木质包装采取了更为严格的检验检疫制度。国际植物保护公约组织（IPPC）公布了植物检疫措施标准第15号《国际贸易中的木质包装材料管理准则》，要求使用的木质包装材料应在出境前进行除害处理，并加施IPPC标识。木质包装材料的检疫除害处理方法即关系到货物的质量，又涉及到有害生物的致死程度，还影响到进境成本和通关速度。目前，常采用的除害处理技术有熏蒸、热处理、辐射和微波处理法等。鉴于熏蒸杀虫易产生环境污染、毒素残留和安全性较差，并且产品易受到贸易限制，传统干热风或湿热处理时间长，辐照处理投入设备资金高和微波穿透深度小等问题，我们在寻求新的木质包装除害处理技术及其方法。

射频（Radiofrequency，简称RF）是一种波长极短的电磁波，其频率范围在3～300MHz。射频电磁场能穿透到物料内部，引起物料内部极性分子的反复极化，使分子在这种高频交变电磁场作用下急剧运动而相互摩擦产生热量，从而达到升温加热的目的。加热一般采用非接触式加热，即被加热介质通过电场，而不与极板接触，一般为传送带式加热设备，如纺织品干燥、食品干燥等。频率较低的射频主要应用于木业如：集成材拼板、木框粘接、曲木成型或其他需要胶粘接的领域，故木材加热杀虫，一般均选用6.78MHZ的频率。在射频加热中，介质吸收电能而发热的能力取决于介质本身的介电特性和电场的电参数，即与介质的损耗因子、电场强度的平方、电场频率成正比。介质含水率是影响其介电特性最重要的因素之一，含水率高的介质对射频的吸收较含水率低的介质多。利用木材和害虫的含水率不同，射频加热具有了较强的靶向性。害虫的含水率远大于木材的含水率，使得在射频加热过程中害虫病菌的加热升温速率远远高于木材的加热升温速率，从而使害虫被优先加热杀死，射频场对害虫存在优先选择性加热效应。

射频加热与其他加热方式相比具有如下优点：1.加热速度快，可以瞬时产生热量，在很短时间内实现快速加热，生产效率高；2.加热均匀，能使各部分同时加热，而且升温均匀；3.加热产品质量好，木材不会翘曲变形开裂；4.加热有选择性，木材内的有害生物会优先杀死，能经济合理地利用热量，故热损耗小，效率高；5.加热过程容易控制，能通过通电或断电来精确控制和调节温度，有利于实现自动化生产；6.设备占地面积小，操作方便；7.设备投资少，加热成本低；8.能量穿透深度大，可有效杀灭木材内部的幼虫和虫卵；9.环保，不需锅炉，无粉尘，无烟雾，无高温辐射，安全卫生。

射频技术最早于20世纪40年代应用于食品和农产品加工领域，20世纪90年代以来，随着人们食品安全意识的逐步提高，射频技术在农产品和食品杀菌领域的应用逐渐增多。射频加热技术在我国也早有应用，但采用射频加热来对木材进行除虫的相关研究还是空白，该应用也尚无专用的处理设备。本申请旨在提供一种木材射频加热处理设备，为我国口岸检疫处理领域增加一套新的除害处理方案。

发明内容

本申请目的在于针对现有技术中存在的不足，结合实际，为现有木质包装材料除害处理提供一种新的除害设备。

本申请是通过这样的技术方案实现的：一种木质材料射频加热处理设备，包括射频发生装置和加热舱；

所述射频发生装置能够将交流电能以射频方式转化为热能；

所述加热舱包括基底座、滑轨、抽屉架、下极板、绝缘柱、上极板、上极板卡座、气缸伸缩杆、联动轴、旋转曲轴；

所述射频发生装置电连接至所述下极板和所述上极板；

所述滑轨固定在所述基底座上；

所述抽屉架与所述滑轨滑动接合，所述抽屉架可拉出；

所述下极板位于所述抽屉架上方，两者通过所述绝缘柱固定；

所述上极板固定在所述上极板卡座中；

所述上极板卡座上方通过所述气缸伸缩杆与所述联动轴的一侧相连；

所述联动轴的另一侧与所述旋转曲轴硬连接；

所述旋转曲轴可与气缸相连，由气缸带动其旋转；

所述联动轴旋转时带动所述气缸伸缩杆上下运动。

此外，

所述加热舱还包括固定基板、上支架、导向柱、开口滑动套管和滑动套管；

所述联动轴连接在所述固定基板上；

所述气缸伸缩杆通过所述开口滑动套管连接在所述固定基板上；

所述固定基板固定在所述上支架上；

所述上支架和基底座通过所述导向柱固定连接；

所述上极板卡座设置有所述滑动套管，所述导向柱从所述滑动套管中穿过；

所述上极板与所述下极板正对。

此外，

所述联动轴以可以自由旋转的方式连接在所述固定基板上。

优选的，

所述联动轴通过钢珠卡扣连接在所述固定基板上。

此外，

所述气缸伸缩杆与所述联动轴为联动连接。

优选的，

所述气缸伸缩杆与所述联动轴为齿轮咬合连接。

优选的，

所述上极板卡座和所述上支架由纵向的L型钢材和横向的连接件组成。

本申请的有益效果是：木质材料射频加热处理设备，利用高频电磁场使物料分子反复极化的现象，加热速度快且均匀，依据害虫含水率和木材含水率不同的特点，对害虫有优先选择性加热效应且杀灭彻底、快速高效，加热过程易控制，无化学残留、节能环保。

附图说明

图1为加热舱结构示意图；

1.基底座2.滑轨3.抽屉架4.下极板5.绝缘柱6.上极板7.上极板卡座8.气缸伸缩杆9.联动轴10.旋转曲轴11.固定基板12.上支架13.导向柱14.开口滑动套管15.滑动套管。

图2为射频发生装置电路示意图；

4.下极板6.上极板。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请作进一步的详细说明。

本申请所提出的木质材料射频加热处理设备包括射频发生装置和加热舱。

其中，如图2所示，射频发生装置由交流电源、变压器、整流器、LC振荡器及其他相关附属电路组成。

该射频发生装置与位于加热舱内的平行电容上极板6和下极板4电连接。如果将待处理的木材介质置于平行电容上极板6和下极板4之间，该射频发生装置可以将交流电能以射频方式转换为木材介质内的热能，从而杀灭木材中的害虫。由于本领域能够实现以射频方式对介质加热的常见电路结构有多种，因此本领域技术人员可以采用如图2实施例中的电路结构，也可以根据需要采用其它常见电路结构。

由于射频发生装置体积较小，可以置于加热舱外的任意位置。

图1示出了本申请的加热舱结构。

首先，包括位于最下方的基底座1，该基底座可以选择用钢板制成。

在基底座1上固定有两条平行的滑轨2，上述滑轨可采用钢珠滑轨。

抽屉架3位于上述两条平行滑轨2之间，与两条滑轨2滑动接合，可以随意抽拉。

所述平行电容下极板4位于抽屉架3上方，两者通过绝缘柱5来固定，以保证操作人员的人身安全。

上极板6固定在上极板卡座7中，上极板卡座7优选由纵向的L型钢材和横向的连接件组成。

上极板卡座7上方通过气缸伸缩杆8与联动轴9的一侧相连，气缸伸缩杆8与联动轴9的连接方式可以采用齿轮咬合，也可以采用其它常用的联动方式。联动轴9的另一侧与旋转曲轴10硬连接，旋转曲轴10与气缸（未示出）相连。气缸通过连接气泵（未示出）调整气压，可以带动旋转曲轴10和联动轴9旋转，进而带动气缸伸缩杆8来控制上极板卡座7上下活动，从而控制上极板6的上下运动。通过控制上极板6的上下运动可以压紧、释放上下极板之间的物料（木材介质）。

联动轴9以可以自由旋转的方式连接在固定基板11上。优选的，可以通过钢珠卡扣连接在固定基板11上。

气缸伸缩杆8可以通过滑动套管14连接在固定基板11上，滑动套管14与联动轴9相对的一侧留出开口，以便联动轴9与滑动套管14内的气缸伸缩杆8咬合联动。

固定基板11固定在上支架12上，上支架12优选由纵向的L型钢材和横向的连接件组成。

上支架12、上极板卡座7和基底座1的四个角通过四根导向柱13相连。其中，上支架12、基底座1与导向柱13的连接为固定连接。而上极板卡座7的四个角设置有滑动套管15，导向柱13从中穿过。导向柱13能够保证上极板6与下极板4正对。

本申请木质材料射频加热处理设备的操作过程如下：

1、将抽屉架3从两条滑轨2中拉出，将物料即待加热的木材置于下极板4上；

2、将抽屉架3推回原位，此时物料位置正好处于上极板6的正下方；

3、操作气泵为气缸充气，控制上极板6向下运动，压住物料；

4、为射频发生装置通电，加热杀虫；

5、杀虫完毕后，关闭射频发生装置电源，上下极板断电；

6、操作气泵为气缸抽气，控制上极板6向上运动，释放物料；

7、拉出抽屉架3，卸下物料，除虫完毕。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种木质材料射频加热处理设备，包括射频发生装置和加热舱，其特征在于：

所述射频发生装置能够将交流电能以射频方式转化为热能；

所述加热舱包括基底座、滑轨、抽屉架、下极板、绝缘柱、上极板、上极板卡座、气缸伸缩杆、联动轴和旋转曲轴；

所述射频发生装置电连接至所述下极板和所述上极板；

所述滑轨固定在所述基底座上；

所述抽屉架与所述滑轨滑动接合，所述抽屉架可拉出；

所述下极板位于所述抽屉

架上方，两者通过所述绝缘柱固定；

所述上极板固定在所述上极板卡座中；

所述上极板卡座上方通过所述气缸伸缩杆与所述联动轴的一侧相连；

所述联动轴的另一侧与所述旋转曲轴硬连接；

所述旋转曲轴可与气缸相连，由气缸带动其旋转；

所述联动轴旋转时带动所述气缸伸缩杆上下运动。

2.根据权利要求1所述的木质材料射频加热处理设备，其特征在于：

所述加热舱还包括固定基板、上支架、导向柱、开口滑动套管和滑动套管；

所述联动轴连接在所述固定基板上；

所述气缸伸缩杆通过所述开口滑动套管连接在所述固定基板上；

所述固定基板固定在所述上支架上；

所述上支架和基底座通过所述导向柱固定连接；

所述上极板卡座设置有所述滑动套管，所述导向柱从所述滑动套管中穿过；

所述上极板与所述下极板正对。

3.根据权利要求2所述的木质材料射频加热处理设备，其特征在于：

所述联动轴以可以自由旋转的方式连接在所述固定基板上。

4.根据权利要求3所述的木质材料射频加热处理设备，其特征在于：

所述联动轴通过钢珠卡扣连接在所述固定基板上。

5.根据权利要求2所述的木质材料射频加热处理设备，其特征在于：

所述气缸伸缩杆与所述联动轴为联动连接。

6.根据权利要求5所述的木质材料射频加热处理设备，其特征在于：

所述气缸伸缩杆与所述联动轴为齿轮咬合连接。

7.根据权利要求2所述的木质材料射频加热处理设备，其特征在于：

所述上极板卡座和所述上支架由纵向的L型钢材和横向的连接件组成。