Сверхвысокочастотная электротехнологическая установка с рабочей камерой гибридного типа Российский патент 2023 года по МПК F26B9/06 F26B3/347 

Изобретение предназначено для лесной, деревообрабатывающей и строительной отраслям промышленности, в частности к сушильному оборудованию, и может быть использовано для сушки древесных и полимерных материалов.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенному является установка для сушки древесины, содержащая камеру, установленную горизонтально, магнетроны, размещенные на боковых противоположных друг к другу стенках камеры в шахматном порядке, горизонтальный вал с креплениями для пиломатериала, редуктор и электродвигатель (патент на полезную модель RU 190613, 04.07.2019 г. бюл. №19).

Недостатком прототипа является возможность сушки только одного вида диэлектрического материала, а именно пиломатериала.

Технической задачей изобретения является повышение функциональных возможностей и эффективности установки за счет одновременной тепловой СВЧ обработки пиломатериала и нетепловой СВЧ обработки поликапроамидных нитей.

Изобретение позволит повысить энергетическую эффективность установки путем совмещения обработки вращающихся пиломатериалов и поликапроамидных нитей энергией СВЧ на частоте 2450 МГц.

Техническая задача достигается тем, что сверхвысокочастотная электротехнологическая установка с рабочей камерой гибридного типа содержит камеру, на боковых противоположных друг к другу стенках которой установлены магнетроны в шахматном порядке, механизм вращения пиломатериалов вокруг своей оси, рупорные излучатели, волноводы, систему циркуляции воздуха, транспортное устройство протягивания поликапроамидных нитей через щели на широких стенках волновода и четвертьволновые согласующие трансформаторы, размещенные между вертикальными перегородками и стенками камеры.

На фиг. 1 схематически изображена установка для сушки пиломатерилов и поликапроамидных нитей, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.

Сверхвысокочастотная электротехнологическая установка с рабочей камерой гибридного типа содержит камеру 1 прямоугольного сечения с двухстворчатой дверью 2, снабженной 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 рупорными излучателями 6, по которым СВЧ-энергия поступает в камеру 1. Волноводы 5 жестко закреплены на корпусе камеры 1, таким образом, что через щели в их широких стенках можно пропустить поликапроамидные нити 28. 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 4, находящимися на расстоянии 1/4 длины волны излучения магнетронов 4. Полость поддона 8 соединена с воздуховодом 10, расположенным в верхней части камеры, и вместе с калорифером 11 и вентилятором 12 образуют систему циркуляции 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 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 для защиты магнетронов от влаги и теплоизоляции штабеля. Между вертикальными перегородками 19 и стенками камеры 1 размещены четвертьволновые согласующие трансформаторы 29.

Пиломатериал размещен 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 взаимодействуют с роликами 23, установленными на поддоне 8 под каждым кольцом 22. 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.

Транспортное устройство протягивания поликапроамидных нитей 28 содержит электродвигатель 26 и бабины 27.

Установка работает следующим образом.

Перед загрузкой пиломатериалов перегородки 19 фиксируют в поднятом состоянии, чтобы не препятствовать загрузке. На раме укладывается высушиваемый пиломатериал в виде штабеля. Для лучшего прохождения СВЧ-энергии через штабель используют прокладки толщиной 5-6 мм. Уложив штабель, перегородки 19 опускают и закрывают двухстворчатую дверь 2 камеры 1. Подают напряжение на блоки питания 7 магнетронов 4 и двигатель 25. СВЧ-энергия через волноводы 5 и рупорные излучатели 6 от магнетронов 4 подается в камеру 1. Двигатель 25 через редуктор 24 вращает высушиваемый пиломатериал, размещенный в раме на поддоне 8. За счет вращения пиломатериала относительно излучения магнетронов 4 обеспечивается более равномерное распределение электромагнитного поля в камере 1 установки. Режим сушки выбирается исходя из породы, толщины, влажности пиломатериала и степени загрузки камеры 1.

Поликапроамидные нити 28, намотанные на бабины 27, протягиваются через щели на широких стенках волноводов 5 с помощью транспортного устройства со скоростью транспортировки нити 0,9 см/с. За счет прохождения СВЧ энергии от магнетрона 4 через волновод 5 происходит нетепловая модификация поликапроамидных нитей 28. Причем СВЧ энергия дальше подается в камеру 1 для тепловой СВЧ модификации пиломатериала.

Применение предложенной установки позволяет значительно повысить как экономическую, так и энергетическую эффективность установки за счет одновременной тепловой обработки пиломатериалов и нетепловой обработки поликапроамидных нитей.

Кроме того, предложенное техническое решение в отличие от прототипа имеет большие возможности по реализации двух и более видов продукции, в результате чего можно значительно увеличить прибыль при тех же энергетических затратах.

Изобретение относится к лесной, деревообрабатывающей и строительной отраслям промышленности, в частности к сушильному оборудованию, и может быть использовано для СВЧ сушки пиломатериалов и поликапроамидных нитей. Установка содержит камеру, на боковых противоположных друг к другу стенках которой установлены магнетроны в шахматном порядке, механизм вращения пиломатериалов вокруг своей оси, рупорные излучатели, волноводы, систему циркуляции воздуха, транспортное устройство протягивания поликапроамидных нитей через щели на широких стенках волновода и четвертьволновые согласующие трансформаторы, размещенные между вертикальными перегородками и стенками камеры. Установка позволяет повысить энергетическую эффективность за счет одновременной тепловой обработки пиломатериалов и нетепловой обработки поликапроамидных нитей. 2 ил.

Сверхвысокочастотная электротехнологическая установка с рабочей камерой гибридного типа, содержащая камеру, на боковых противоположных друг к другу стенках которой установлены магнетроны в шахматном порядке, механизм вращения пиломатериалов вокруг своей оси, рупорные излучатели, волноводы, систему циркуляции воздуха, отличающаяся тем, что камера содержит транспортное устройство протягивания поликапроамидных нитей через щели на широких стенках волновода и четвертьволновые согласующие трансформаторы, размещенные между вертикальными перегородками и стенками камеры.