RU220458U1 - Установка для обработки материалов СВЧ-полем - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к деревообрабатывающей и другим отраслям промышленности, в частности к сушильному оборудованию, и может быть использована для сушки древесины и других капиллярно-пористых материалов. Установка для обработки материалов СВЧ-полем содержит камеру, установленную горизонтально, снабженную конечным выключателем, процессор, поддон для высушиваемого материала. Магнетроны установлены на боковых противоположных друг другу стенах камеры в шахматном порядке и по торцам камеры. Установка снабжена системой циркуляции воздуха, калорифером и вентилятором. Между поддоном и боковыми стенами размещены вертикальные перегородки из радиопрозрачного влагопроницаемого материала. Высушиваемый материал размещен на поддоне в раме с горизонтальной осью вращения посредством электропривода, установленного за камерой. В камере со стороны торцов штабеля древесины перед магнетронами установлены дополнительные устройства подачи и приема поликапроамидных нитей, которые пересекают оси антенн излучения упомянутых магнетронов, причем устройства приема установлены жестко на валу электропривода. Техническим результатом является расширение возможностей применения установки путем рационального использования электромагнитного поля магнетронов для тепловой и одновременно нетепловой обработки материалов. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к деревообрабатывающей и другим отраслям промышленности, в частности к сушильному оборудованию, и может быть использована для сушки древесины и других капиллярно-пористых материалов.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является установка для сушки древесины, содержащая камеру, установленную горизонтально, снабженную конечным выключателем, магнетроны, размещенные на боковых противоположных друг к другу стенках камеры в шахматном порядке, процессор, поддон для высушиваемого материала, магнетроны закреплены таким образом, что оси антенн излучения магнетронов взаимно перпендикулярны и расположены под углом 45° к вертикали, установка снабжена системой циркуляции воздуха, включающей поддон для высушиваемого материала в виде короба с отверстиями на боковых стенках, диаметр которых не превышает 0,1 длины волны излучения магнетронов, расположенными на расстоянии 1/4 длины волны излучения магнетронов, полость которого соединена с установленным в верхней части камеры воздуховодом с отверстиями на днище, по размерам и расположению идентичными отверстиям на стенках поддона, калорифером и вентилятором, а между поддоном и боковыми стенками размещены вертикальные перегородки из радиопрозрачного влагопроницаемого материала, причем высушиваемый материал размещен на поддоне в раме с горизонтальной осью вращения посредством электропривода, установленного за камерой, на камере со стороны торцов штабеля древесины установлены магнетроны, оси антенн излучения которых параллельны горизонтальной оси вращения высушиваемого материала (патент RU 217156 U1, 21.03.2023 г. бюл. №9).

Недостатком прототипа является ограниченная возможность применения.

Технической задачей полезной модели является расширение возможностей применения установки путем рационального использования электромагнитного поля магнетронов для тепловой и одновременно нетепловой обработки материалов.

Техническая задача достигается тем, что в установке для обработки материалов СВЧ-полем, содержащей камеру, установленную горизонтально, снабженную конечным выключателем, магнетроны, размещенные на боковых противоположных друг к другу стенках камеры в шахматном порядке, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измеритель мощности СВЧ-энергии, поддон для высушиваемого материала, магнетроны закреплены таким образом, что оси антенн излучения магнетронов взаимно перпендикулярны и расположены под углом 45° к вертикали, установка снабжена системой циркуляции воздуха, включающей поддон для высушиваемого материала в виде короба с отверстиями на боковых стенках, диаметр которых не превышает 0,1 длины волны излучения магнетронов, расположенными на расстоянии 1/4 длины волны излучения магнетронов, полость которого соединена с установленным в верхней части камеры воздуховодом с отверстиями на днище, по размерам и расположению идентичными отверстиям на стенках поддона, калорифером и вентилятором, а между поддоном и боковыми стенками размещены вертикальные перегородки из радиопрозрачного влагопроницаемого материала, высушиваемый материал размещен на поддоне в раме с горизонтальной осью вращения посредством электропривода, установленного за камерой, на камере со стороны торцов штабеля древесины установлены магнетроны, оси антенн излучения которых параллельны горизонтальной оси вращения высушиваемого материала, в камере со стороны торцов штабеля древесины перед магнетронами установлены дополнительные устройства подачи и приема поликапроамидных нитей, которые пересекают перпендикулярно оси антенн излучения упомянутых магнетронов, причем устройства приема установлены жестко на валу электропривода.

На фиг. 1 схематически изображена установка для обработки материалов СВЧ-полем (продольный разрез); на фиг. 2 - разрез по А-А по фиг. 1.

Установка для обработки материалов СВЧ-полем содержит камеру 1 прямоугольного сечения с двухстворчатой дверью 2, снабженную конечным выключателем 3. Магнетроны СВЧ-излучения 4 расположены в шахматном порядке на боковых противоположных друг к другу стенках камеры 1, соединены с волноводами 5 и антеннами излучения 6, по которым СВЧ-энергия поступает в камеру 1. Каждый магнетрон 4 имеет блок питания 7. Установка содержит систему циркуляции воздуха, состоящую из поддона 8, выполненного в виде короба с отверстиями 9 диаметром не более 0,1 длины волны излучения магнетронов, находящимися на расстоянии 1/4 длины волны излучения магнетронов, что исключает проникновение СВЧ-излучения за пределы камеры 1. Полость поддона 8 соединена с воздуховодом 10, расположенным в верхней части камеры, и вместе с калорифером 11 и вентилятором 12 образуют систему циркуляции горячего воздуха. В днище воздуховода 10 выполнены отверстия, по размерам и расположению идентичные отверстиям на боковых стенках поддона 8. В воздуховоде 10 закреплены датчики температуры 13 и датчик-электровлагомер 14. Полость воздуховода 10 соединена с вентиляционной трубой 15, предназначенной для выброса горячего и влажного воздуха из камеры 1 через обратный клапан 16 с помощью вентилятора вытяжки 17. В воздуховоде имеется люк забора свежего воздуха 18. Между стенками камеры 1 и поддоном 8 для высушиваемого материала на равном расстоянии от них размещены вертикальные перегородки 19 из полиэтилена. Они предназначены для защиты магнетронов от влаги и теплоизоляции штабеля.

Высушиваемый материал размещен на поддоне 8 в раме по горизонтальной оси камеры 1. Рама представляет собой горизонтальный вал 20 с закрепленными посредством крестовин 21 кольцами 22. Крестовины 21 жестко соединены с валом 20 и кольцами 22. Кольца 22 подвижно установлены с возможностью вращения на роликах 23, смонтированными на поддоне 8 под каждым кольцом. Вал 20 проходит через отверстие в двухстворчатой двери 2 и жестко соединен с редуктором 24. Электродвигатель 25 имеет возможность вращения вала 20 через редуктор 24. Редуктор 24 и электродвигатель 25 размещены за камерой 1.

На противоположных друг к другу стенках камеры 1 со стороны торцов штабеля древесины установлены магнетроны СВЧ-излучения 28 и 31, соединенные с волноводами 27 и 30 и антеннами излучения 26 и 29 для подачи СВЧ-энергия в камеру 1. Причем оси антенн излучения 26 и 29 параллельны оси вращения высушиваемого материала.

Устройства подачи поликапроамидных нитей 32 и 33 содержат бобины 34 и 35. Устройства приема 36 и 37 поликапроамидных нитей 32 и 33 установлены жестко на валу 20 электропривода.

Установка для обработки материалов СВЧ-полем работает следующим образом.

Перед загрузкой перегородки из полиэтилена 19 фиксируют в поднятом состоянии, чтобы не препятствовать загрузке материала. На раме укладывается высушиваемый материал в виде штабеля. Для лучшего прохождения СВЧ-энергии через штабель используют прокладки толщиной 5-6 мм. Уложив штабель, перегородки 19 опускают. Поликапроамидные нити 32 и 33 наматывают на бобины 34 и 36, 35 и 37 и закрывают двухстворчатую дверь 2 камеры 1. Подают напряжения на блоки питания 7 магнетронов 4, 28, 31 и двигатель 25. СВЧ-энергия через волноводы 5, 27, 30 и антенны излучения 6, 26, 29 от магнетронов 4, 28, 31 подается в камеру 1. Двигатель 25 через редуктор 24 вращает высушиваемый материал, размещенный в раме на поддоне.

Поликапроамидные нити 32 и 33 протягиваются между бобинами 34 и 36, 35 и 37 со скоростью транспортировки нити 0,9 см/с перед антеннами излучения 26 и 29 и перпендикулярно их оси, по которым СВЧ-энергия поступает в камеру 1.

За счет прохождения СВЧ-энергии от магнетронов 28 и 31 через волноводы 27 и 30 происходит нетепловая модификация поликапроамидных нитей 32 и 33, а СВЧ-энергия подается дальше в камеру 1 для тепловой обработки древесины.

Оси антенн излучения 6 смежных магнетронов взаимно перпендикулярны и расположены под углом 45° к вертикали. При этом улучшается развязка между магнетронными генераторами, исключается «затягивание» частоты при одновременной работе магнетронов и обеспечивается более равномерное распределение электромагнитного поля относительно высушиваемого материала. Этому способствует и вращение высушиваемого материала относительно излучения магнетронов. Происходит лучшее проникновение СВЧ-энергии в древесину за счет большей вероятности совпадения поляризации падающей электромагнитной волны с волокнами древесины. В зависимости от необходимого режима сушки обеспечивают требуемую мощность излучения, которая может регулироваться включением в работу всех магнетронов или включением в работу магнетронов, размещенных только на одной стороне или изменением скважности работы магнетронов 4, 28, 31, а также изменением скорости вращения высушиваемого материала относительно электромагнитного поля. Режим сушки выбирается исходя из породы, толщины, влажности материала и степени загрузки камеры.

На первом этапе происходит разогрев материала. С началом сушки влажный и теплый воздух от штабеля древесины поднимается в верхнюю часть камеры 1, попадает в воздуховод 10, откуда с помощью вентилятора 12 подается в полость поддона 8 и через отверстия в боковых стенках возвращается в нижнюю часть камеры 1. В процессе сушки происходит периодическое включение и отключение калорифера 11 для поддержания заданной температуры воздуха. В случае превышения температуры по данным датчиков 13 через процессор происходит отключение блоков питания 7 всех магнетронов и калорифера 11. При снижении температуры ниже требуемой все магнетроны и калорифер 11 включаются. Одновременно с контролем и регулированием температуры с помощью электровлагомера 14 поддерживается заданная влажность воздуха в камере 1. При превышении заданного уровня влажности происходит включение вентилятора вытяжки 17, расположенного в вентиляционной трубе 15. Воздух вместе с лишней влагой выбрасывается наружу через обратный клапан 16. При достижении заданного уровня влажности воздуха вентилятор вытяжки 17 отключается. При достижении требуемой влажности материала отключают подачу электрической энергии всей установки, выключается электродвигатель 25, открывают дверь 2 камеры 1 и выгружают сухой материал.

Полезная модель позволяет расширить возможности применения установки путем рационального использования электромагнитного поля магнетронов для тепловой и одновременно нетепловой обработки материалов. Установка обеспечивает сокращение продолжительности и повышение качества сушки древесины и обработки поликапроамидных нитей за счет равномерного распределения электромагнитного поля, воздействующего на древесину и поликапроамидные нити.

Claims (1)

1. Установка для обработки материалов СВЧ-полем, содержащая камеру, установленную горизонтально, снабженную конечным выключателем, магнетроны, размещенные на боковых противоположных друг к другу стенках камеры в шахматном порядке, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измеритель мощности СВЧ-энергии, поддон для высушиваемого материала, магнетроны закреплены таким образом, что оси антенн излучения магнетронов взаимно перпендикулярны и расположены под углом 45° к вертикали, установка снабжена системой циркуляции воздуха, включающей поддон для высушиваемого материала в виде короба с отверстиями на боковых стенках, диаметр которых не превышает 0,1 длины волны излучения магнетронов, расположенными на расстоянии 1/4 длины волны излучения магнетронов, полость которого соединена с установленным в верхней части камеры воздуховодом с отверстиями на днище, по размерам и расположению идентичными отверстиям на стенках поддона, калорифером и вентилятором, а между поддоном и боковыми стенками размещены вертикальные перегородки из радиопрозрачного влагопроницаемого материала, высушиваемый материал размещен на поддоне в раме с горизонтальной осью вращения посредством электропривода, установленного за камерой, на камере со стороны торцов штабеля древесины установлены магнетроны, оси антенн излучения которых параллельны горизонтальной оси вращения высушиваемого материала, отличающаяся тем, что в камере со стороны торцов штабеля древесины перед магнетронами установлены дополнительные устройства подачи и приема поликапроамидных нитей, которые пересекают перпендикулярно оси антенн излучения упомянутых магнетронов, причем устройства приема установлены жестко на валу электропривода.