Установка для сушки древесины в поле свч

Изобретение относится к устройствам для СВЧ сушки материалов и может быть использовано в деревообрабатывающей и других отраслях промышленности. Для реализации устройства штабель древесины помещают в замкнутую металлическую полость - резонатор лесосушильной камеры; размеры резонатора выбирают много больше длины волны λ питающего генератора СВЧ так, что обеспечивается возможность возбуждения в ненагруженном состоянии в полости множества колебаний различной пространственной структуры. Волноводный трехплечный Y-циркулятор позволяет осуществить развязку генератора по отраженной (реактивной) мощности и обеспечить рекуперацию подведенной мощности в поглощающей нагрузке. Техническим результатом изобретения является увеличение производительности СВЧ-сушильной камеры путем сокращения энергетических потерь, связанных с рассогласованием генератора и нагрузки, повышение КПД процесса. 2 ил.

 

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

Известна установка для сушки пиломатериалов в штабеле, содержащая камеру, волноводы, магнетроны СВЧ с системой охлаждения и воздухоподводящим коллектором, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измеритель мощности СВЧ-энергии (патент РФ 2069826, F26B 3/347, F26B 9/06, 1996 г.).

В этой установке для процесса сушки дополнительно используется тепло от охлаждения магнетронов, однако не учтена возможность повышения КПД установки путем согласования генератора с нагрузкой, что позволит дополнительно повысить энергетическую эффективность процесса.

Известен способ сушки древесины в СВЧ лесосушильной камере резонансного типа, заключающийся в том, что штабель пиломатериалов помещают в лесосушильную камеру, выполненную в виде замкнутой металлической полости, являющейся резонатором, в которой осуществлено согласование генератора с нагрузкой по падающей мощности РП, что позволяет повысить энергетическую эффективность процесса [решение о выдаче патента РФ от 01.07.2014 на изобретение «Способ сушки древесины в СВЧ лесосушильной камере резонансного типа» по заявке №2013130564/06(045628)]. Данное решение принято за прототип.

Недостатком прототипа является то, что при согласовании генератора с нагрузкой по падающей мощности РП отсутствует согласование реактивной мощности, т.е. происходит перегрузка генератора отраженной волной РО, повышенный расход энергии, что снижает энергетическую эффективность процесса сушки древесины.

Задачей изобретения является повышение энергетической эффективности СВЧ-сушильной установки путем сокращения энергетических потерь, вызванных рассогласованием по мощности генератора и нагрузки, которой является загруженный пиломатериалом резонатор лесосушильной камеры.

Это достигается тем, что установка для сушки древесины в поле СВЧ, содержащая резонансную лесосушильную камеру, магнетрон, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измеритель мощности СВЧ-энергии, измеритель температуры, теплообменник, систему циркуляции агента сушки, дополнительно снабжена трехплечным фазовым Y-циркулятором, размещенным в волноводе между магнетроном и резонатором лесосушильной камеры.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 показана схема установки для сушки древесины в поле СВЧ, на фиг. 2, а, б - проекции Y-циркулятора.

Установка для сушки древесины в поле СВЧ содержит металлическую резонансную камеру 1, размеры замкнутой металлической полости которой много больше длины волны λ питающего генератора СВЧ так, что обеспечивается возможность возбуждения в ненагруженном состоянии в полости множества колебаний разной пространственной структуры, магнетрон 2, процессор 3, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии 4, измерители мощности СВЧ-энергии 5 и температуры 6, систему циркуляции агента сушки 7, трехплечный Y-циркулятор 8, теплообменник 9, поглощающую нагрузку 10, рабочим телом которой могут быть жидкость, твердые объемные или пленочные поглотители.

Трехплечный фазовый Y-циркулятор позволяет внести затухание волны отраженной мощности РО резонатора лесосушильной камеры в соответствии с выражением для проходящей мощности РПР.

РПРПО,

где РП - падающая мощность (поглощенная в нагрузке).

При этом волна отраженной реактивной мощности не проходит на анод магнетрона и не вызывает его дополнительное нагревание. Режим работы магнетрона облегчается, при этом сокращаются энергетические затраты процесса сушки пиломатериала, что повышает энергетическую эффективность СВЧ-сушильной установки, повышается КПД процесса.

Для реализации изобретения в тракт волновода сушильной установки встроен волноводный трехплечный фазовый Y-циркулятор, в котором используется явление ферромагнитного резонанса для невзаимных устройств СВЧ с намагниченным ферритом, что позволяет скомпенсировать отраженную волну [см. Фальковский О.И. Техническая электродинамика. - СПб.: Лань, 2009. - 432 с.].

Волноводный трехплечный Y-циркулятор содержит симметричный тройник в плоскости Н и намагниченную ферритовую шайбу 11 в его центре (фиг. 2, проекции а, б). Величину постоянного поля Н0 магнита 12 выбирают значительно меньше резонансной, что проще обеспечить технически. При поступлении волны из плеча 13 от генератора, поля в плечах 14 и 15 симметричного тройника являются результатом суперпозиции двух волн - первичной и вторичной. Первичные волны в плечах 14 и 15 симметричного волноводного тройника имеют одинаковые амплитуды и фазы. Амплитуды и фазы вторичных волн в плечах 14 и 15 зависят от размеров и электрических характеристик намагниченных ферритовых шайб 11, параметры которых следует подобрать так, чтобы первичные и вторичные волны имели одинаковые амплитуды и фазы в плече 14, а в плече 15 противофазны и гасят друг друга. При этом волна из плеча 13 проходит в плечо 14. Действие циркулятора происходит по схеме 13-14-15-13. Для расширения полосы рабочих частот Y-циркулятора применительно к параметрам процесса сушки древесины на ферритовой шайбе 11 установлено диэлектрическое кольцо. Циркулятор работает в полосе частот 10-15%, имеет потери не более 0,5 дБ, обеспечивает развязку между плечами, т.е. затухание не менее 20 дБ, КСВ=1,08-1,10.

При этом происходит согласование генератора с нагрузкой, которой является загруженный пиломатериалом резонатор лесосушильной камеры, и генератор полностью согласован по падающей мощности РП с резонатором лесосушильной камеры и развязан по отраженной (реактивной) мощности, то есть генератор согласован по поглощению и развязан по излучению, потребляет меньшую мощность.

Сушильная СВЧ установка для сушки пиломатериалов в штабеле содержит металлическую резонансную камеру, размеры замкнутой металлической полости которой много больше длины волны λ питающего генератора СВЧ так, что обеспечивается возможность возбуждения в ненагруженном состоянии в полости множества колебаний разной пространственной структуры, магнетрон, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измерители мощности СВЧ-энергии и температуры, систему циркуляции агента сушки. Дополнительно установка снабжена Y-циркулятором, теплообменником, поглощающей нагрузкой, рабочим телом которой могут быть жидкость, твердые объемные или пленочные поглотители.

Установка работает следующим образом.

Штабель пиломатериалов помещают в лесосушильную камеру, выполненную в виде замкнутой металлической полости, являющейся резонатором, контроль процесса сушки производится путем измерения начальной влажности и температуры древесины, и температуры после взаимодействия электромагнитного поля многих мод, по разности температур калориметрическим способом определяют поглощенную мощность; по функциональной зависимости затухания нагруженного резонатора сушильной камеры осуществляют определение влажности древесины, предварительно производя калибровку измерителя, приняв значение РН за переменную, и осуществляют контроль процесса сушки древесины по градиентам влажности и температуры регулировкой мощности генератора РГ, которая в функциональной зависимости затухания нагруженного резонатора dH является изменяемым параметром, вычисляя влажность материала на каждом дискретном шаге,

где dH - затухание нагруженного резонатора, QH - добротность нагруженного резонатора, d - затухание ненагруженного резонатора, РН - поглощенная материалом мощность, РГ - мощность генератора. Процесс сушки пиломатериала осуществляется процессором по функциональной зависимости затухания нагруженного резонатора. Таким образом, осуществляется согласование генератора с нагрузкой по падающей мощности РП.

Y-циркулятор обеспечивает согласование генератора с нагрузкой по отраженной мощности РО. Отраженная волна проходит в поглощающую нагрузку, где через теплообменник рекуперируется, тепловая энергия отводится в систему циркуляции агента сушки и повышает энергетический потенциал сушки, при этом достигается полное согласование генератора (магнетрона) по падающей мощности с резонатором лесосушильной камеры.

Установка для сушки древесины в поле СВЧ, содержащая резонансную лесосушильную камеру, магнетрон, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измеритель мощности СВЧ-энергии, измеритель температуры, теплообменник, систему циркуляции агента сушки, отличающаяся тем, что установка оснащена трехплечным фазовым Y-циркулятором, размещенным в волноводе между генератором и резонатором лесосушильной камеры.



 

Похожие патенты:

Установка конвективной сушки предназначена для сушки пиломатериалов в газообразной среде, которая путем конвекции передает теплоту древесине. Установка конвективной сушки состоит из ограждающей конструкции, верхнего и нижнего циркуляционных каналов, разделенных ложным потолком, вентилятора, увлажнителя, калорифера, причем в области поворота рабочего агента из верхнего циркуляционного канала в нижний расположены газонаправляющие устройства в количестве двух штук по всей ширине сушильной камеры, оба устройства расположены в верхнем циркуляционном канале: одно - в верхнем углу установки, другое - между торцом ложного потолка и стеной установки.

Изобретение относится к области сушки свежеокрашенных или покрытых антикоррозионной защитой автомобильных кузовов. Технологическая камера (5) имеет внутреннее пространство (39) с приемной зоной (15) для заготовок (3) в форме туннеля, имеющего проем (12, 14) для ввода или вывода заготовок (3) и с устройством (17, 19, 25, 29, 33, 37, 35) для вдувания газообразной среды, имеющим по меньшей мере одно щелевидное сопло (17, 19) или щелевидную дроссельную диафрагму для создания завесы (21, 23) между проемом (12, 14) и приемной зоной (15) для заготовок (3).

Изобретение относится к области термической обработки влажных материалов, в частности к сушке органического сырья при подготовке к сжиганию и/или переработке отходов.

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в пищевой, комбикормовой промышленности для сушки продуктов растительного и животного происхождения.

Изобретение относится к технике сушки древесины, в частности к конвективным камерам периодического действия, и может использоваться для сушки пиломатериалов в деревообрабатывающей, мебельной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к установкам для сушки перги. Установка для сушки перги состоит из корпуса, внутренний объем которого посредством перегородки и направляющих разделен на сушильную камеру и воздухопровод.

Изобретение относится к технике сушки и сортировки, в частности к сушке и сортировке сыпучих материалов, и может быть использовано в сельском хозяйстве для обработки зерна сельскохозяйственных культур.

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к установкам для сушки растворов и суспензий, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к электрическому бытовому устройству для обработки продукции. Устройство содержит отделение для обработки продукции, дверцу, которая может открываться пользователем даже во время обработки продукции, первую линию питания на первую электрическую нагрузку, первую электрическую контрольную линию для первой электрической нагрузки, переключатель положений дверцы «открыто»/«закрыто», оперативно подключенный к первой электрической контрольной линии, контрольное устройство первой электрической нагрузки, в свою очередь, включающее первый электромеханический переключатель, включающий электрический компонент, установленный на первой электрической контрольной линии и механический компонент, расположенный на первой линии питания и способный переходить между первой и второй позициями, в которых он, соответственно, препятствует или не препятствует прохождению тока в первой линии питания.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к установкам для сушки сыпучих материалов, например, зерна. Аэрожелоб для сушки сыпучих материалов содержит сушильную камеру, днище из воздухораспределительных решеток, воздухоподводящие каналы, воздухораспределительные короба, рассекатели, воздухораспределительный коллектор, заслонки и вентилятор.

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности, и может быть использовано при сушке крупномерных лесоматериалов. Сушильная камера состоит из вращающегося цилиндрического корпуса, расположенного на опорных роликах, и перемещающихся на каретках опорных щитов, на которых закрепляются лесоматериалы.

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в пищевой, комбикормовой промышленности для сушки продуктов растительного и животного происхождения.

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в пищевой, комбикормовой промышленности для сушки продуктов растительного и животного происхождения.
Изобретение относится к области деревообрабатывающей промышленности, в частности к технологии сушки древесины путем обработки ее в герметичной камере давлением воздуха в 10-40 атмосфер с нагреванием до требуемой температуры энергией СВЧ-излучения с последующим сбросом давления.

Изобретение относится к способам обработки зерна электромагнитными полями сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) и может быть использовано в пищевой промышленности и сельском хозяйстве, преимущественно для получения «взорванного зерна» при производстве быстрорастворимой зерновой продукции и кормов для животных.

Изобретение относится к области СВЧ-энергетики и может быть использовано при СВЧ -сушке и СВЧ-обработке строительных материалов. Способ СВЧ-обработки диэлектрических материалов по первому варианту состоит в том, что диэлектрический материал с известной диэлектрической проницаемостью и тангенсом угла диэлектрических потерь помещают в металлическую камеру, облучают СВЧ-излучением, причем диэлектрический материал размещают в металлической камере напротив и перпендикулярно СВЧ-излучателю, облучая СВЧ-излучением подачей электромагнитных волн перпендикулярно его поверхности, подбирают размеры раскрыва СВЧ-излучателя и компенсируют реактивную составляющую входного сопротивления.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ предусматривает размещение продукта в герметичной камере, воздействием на него микроволнового излучения в течение времени, достаточного для достижения характерной температуры, определяемой терморезистивностью уничтожаемого класса бактерий, вакуумированием до давления 5-50 мбар и последующим напуском газовой смеси.

Изобретение относится к оборудованию для сушки сыпучих материалов и может быть использовано для сушки фруктов, овощей, ягод, а также для производства сушеных грибов, зелени и т.д.

Изобретение относится к пищевой, химической и смежными с ними отраслями промышленности и может быть использовано для проведения тепло- и массообменных процессов, а именно сушки дисперсных материалов.

Изобретение относится к оборудованию для сушки шпона и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности. СВЧ-камера непрерывного действия для шпона содержит сушильную камеру проходного типа, состоящую из цилиндрического корпуса с размещенными на нем с четырех сторон СВЧ-устройствами с волноводами, расположенного на обрезиненных роликах, установленных на неподвижной раме, согласно изобретению, корпус вместе с волноводами и СВЧ-устройствами вращается на обрезиненных роликах от привода через клиноременные передачи, а высушиваемый шпон непрерывно перемещается через корпус камеры при помощи роликового транспортера.

Изобретение относится к установкам для низкотемпературной сушки высоковлажных материалов растительного и животного происхождения (овощи, грибы, фрукты, ягоды, птица, рыба, мясо и т.п.) и предназначена для применения в государственных, фермерских и личных хозяйствах. Установка для сушки высоковлажных материалов содержит корпус с прикрепленными к нему пленочными электронагревателями, представляющими собой резистивные нагревающие и излучающие элементы, расположенные между двумя внешними термостойкими и электроизоляционными пленками и снабженные выводами для подключения к электрической сети.. Корпус установки выполнен цилиндрическим с крышкой и съемным дном, в крышке выполнено отверстие для вытяжного вентилятора, внутри корпуса ниже верхней кромки с условием обеспечения прохода потока воздуха через вентиляционное отверстие установлен цилиндр меньшего диаметра с расстоянием между ним и корпусом, определяемым в зависимости от размера и количества высушиваемого материала. Пленочные электронагреватели размещены по внутренней поверхности корпуса и внешней поверхности внутреннего цилиндра, под крышкой в верхней части корпуса установлена съемная рама для подвешивания между корпусом и внутренним цилиндром высушиваемого материала. Техническим результатом предлагаемой установки для сушки высоковлажных материалов является повышение качества высушиваемого материала и снижение энергетических затрат. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх