Установка для сушки древесины
Изобретение относится к сушильному оборудованию и может быть использовано в деревообрабатывающей и других отраслях промышленности для сушки древесины и других капиллярно-пористых материалов. Установка для сушки древесины содержит камеру, волноводы, подключенные к магнетронам СВЧ, размещенным на боковой поверхности камеры в шахматном порядке, систему охлаждения, устройство загрузки и выгрузки материала и согласно изобретению дополнительно снабжена системой обеспечения неглубокого вакуума, системой водостока и системой плавного включения магнетронов, при этом камера имеет форму цилиндрической бочки, на которой магнетроны размещены в три ряда с возможностью периодического изменения поворота поляризации выходного сигнала, причем соседние волноводы ортогональны по поляризации. Волновод прямоугольной формы имеет надстройку, поперечное сечение которой представляет собой прямоугольную трапецию, а выходы волноводов закрыты радиопрозрачным диэлектриком для защиты магнетронов от вакуума. Изобретение должно обеспечить высокое качество сушки древесины любых пород. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к сушильному оборудованию и может быть использовано в деревообрабатывающей и других отраслях промышленности для сушки древесины и других капиллярно-пористых материалов.
Известна установка для сушки древесины, содержащая камеру, волноводы, подключенные к магнетронам СВЧ с системой охлаждения и воздухоподводящим коллектором, устройство загрузки и выгрузки материала, содержащая процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, подключенный к волноводам посредством ответвителей подающей и отраженной мощности, измеритель мощности СВЧ, камера снабжена конечным выключателем и уплотнительными элементами, установленными вдоль ее боковых стенок, а магнетроны размещены на боковых стенках камеры в шахматном порядке, устройство загрузки и выгрузки выполнено в виде тележки с площадкой из листового металла, взаимодействующей с уплотнительными элементами камеры (патент РФ №2069826, F 26 В 3/347, 27.11.96, Бюл.№33).
Недостатки прототипа:
Температура кипения воды при нормальном давлении выше, чем при вакуумировании, что приводит к появлению дефектов в древесине, таких как растрескивание. Расход электроэнергии данной печи выше, чем при введении неглубокого вакуума.
Задачей заявляемого технического решения является усовершенствование конструкции и устранение отмеченных недостатков прототипа при обеспечении высокого качества сушки древесины любых пород.
Это достигается тем, что установка для сушки древесины, содержащая камеру, волноводы, подключенные к магнетронам СВЧ, размещенным на боковой поверхности камеры в шахматном порядке, систему охлаждения, устройство загрузки и выгрузки материала, согласно изобретению дополнительно снабжена системой обеспечения неглубокого вакуума, системой водостока и системой плавного включения магнетронов, при этом камера имеет форму цилиндрической бочки, на которой магнетроны размещены в три ряда с возможностью периодического изменения поворота поляризации выходного сигнала, причем соседние волноводы ортогональны по поляризации. Волновод прямоугольной формы имеет надстройку, поперечное сечение которой представляет собой прямоугольную трапецию, а выходы волноводов закрыты радиопрозрачным диэлектриком для защиты магнетронов от вакуума. Устройство загрузки и выгрузки выполнено в виде тележки, автоматическое передвижение которой возможно на расстояние не менее чем ±λ/2, где λ - длина волны электромагнитной энергии (ЭМЭ) сверхвысокой частоты (СВЧ) в воздухе.
На фиг.1 представлена установка, вид сбоку; на фиг.2 представлена установка, вид спереди; на фиг.3 представлено расположение выходов волноводов на боковой поверхности бочки; на фиг.4, 5, и 6 представлена форма волновода в трех проекциях соответственно: главный вид, вид сверху и вид слева; на фиг.7 представлено устройство плавного включения магнетронов.
Сушильная камера 1 имеет двери 2 с уплотнителем 3, тележку 4, передвигающуюся по рельсам 5. Камера стоит на подставках 6, внизу находится сток 7 для слива воды из камеры в резервуар 8. Вакуумный насос 9 через соединительную трубу 10 создает в камере неглубокий вакуум. На боковых поверхностях бочки расположены магнетроны 11, каждый магнетрон подключен к блоку питания 12, вентилятор 13 обдувает одновременно магнетрон 11 и блок питания 12. Выход волновода в камере показан позицией 14, ось волновода - позицией 15.
Пиломатериал укладывают на тележку через прокладки и закатывают в камеру, после этого закрывают двери. Уплотнение, находящееся между дверью и камерой, создает полную герметичность внутри печи, защищая пространство вокруг от проникновения СВЧ-излучения и позволяет регулировать давление внутри установки. С помощью вакуумного насоса в камере создается неглубокий вакуум 0,01-0,05 МПа, при достижении необходимого давления включаются магнетроны. Установка работает при постоянном неглубоком вакууме, при полном отсутствии вентиляции. Влага, выходящая из древесины в виде жидкости, стекает на дно камеры, а влага, выходящая в виде пара, попадая на стенки камеры, конденсируется и в виде жидкости стекает на дно камеры. Камера находится под небольшим углом по отношению к поверхности земли. Вся жидкость благодаря наклону передвигается к стоку и через него попадает в резервуар, в котором создан неглубокий вакуум для того, чтобы в камере не происходила разгерметизация.
Магнетроны размещены на боковых поверхностях бочки в три ряда, в шахматном порядке, с периодическим изменением поворота поляризации выходного сигнала, соседние волноводы ортогональны по поляризации и обеспечивают равномерное освещение штабеля. Волноводы имеют специальную форму. В поперечном сечении форма волновода представляет собой прямоугольник с надстройкой в виде прямоугольной трапеции. Габаритные размеры прямоугольника: основание 3λ/4, высота λ/8, надстройка в виде прямоугольной трапеции имеет с прямоугольником угол 50°, где λ - длина волны ЭМЭ СВЧ в воздухе. Надстройка имеет размеры: нижнее основание 7λ/12, верхнее основание 5λ/12, в верхней части надстройки находится отверстие для ввода антенны магнетрона. Общая высота задней стенки волновода составляет λ/3. Выходы волноводов внутри камеры имеют габаритные размеры 2λ/3 и λ/8 и закрыты радиопрозрачным диэлектриком (стекло, не содержащее свинца; керамика и др.). Радиопрозрачный диэлектрик не создает помех для прохождения в камеру СВЧ-излучения и защищает магнетроны от вакуума, созданного в камере. Для увеличения срока службы магнетронов используется устройство их плавного включения, которое состоит из блока контроля 16, блока управления 17 (Блок управления тиристорами и симисторами БУСТ // Каталог продукции ОВЕН - 2001. - С.128-130). Система представляет 12 V устройство включения магнетронов в момент перехода напряжения сети через 0. В случае, если происходит скачек напряжения, система автоматически отключает магнетрон.
Во время работы камеры устройство загрузки и выгрузки, выполненное в виде тележки, передвигается внутри камеры. Движение тележки осуществляется за счет электродвигателя, подключенного к редуктору. Тележка передвигается на расстояние не менее λ/2 от дверей камеры к задней стенке через заданные промежутки времени. Доходя до стопора, тележка движется в обратном направлении на то же расстояние. Период перемещения тележки туда и обратно составляет единицы процентов от времени сушки. Такое движение тележки повторяется весь процесс сушки пиломатериала. Расположение магнетронов, поворот поляризации соседних волноводов и движение тележки на расстояние ±λ/2 позволяет достичь равномерного освещения штабеля пиломатериалов.
1. Установка для сушки древесины, содержащая камеру, волноводы, подключенные к магнетронам СВЧ, размещенным на боковой поверхности камеры в шахматном порядке, систему охлаждения, устройство загрузки и выгрузки материала, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена системой обеспечения неглубокого вакуума, системой водостока и системой плавного включения магнетронов, камера имеет форму цилиндрической бочки, на которой магнетроны размещены в три ряда, с возможностью периодического изменения поворота поляризации выходного сигнала, причем соседние волноводы ортогональны по поляризации.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что волновод прямоугольной формы имеет надстройку, поперечное сечение которой представляет собой прямоугольную трапецию, а выходы волноводов закрыты радиопрозрачным диэлектриком для защиты магнетронов от вакуума.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство загрузки и выгрузки выполнено в виде тележки, автоматическое передвижение которой возможно на расстояние не менее чем ±λ/2, где λ - длина волны ЭМЭ СВЧ в воздухе.
