CN100420650C - 一种蜂窝陶瓷连续化定型干燥方法及其专用设备 - Google Patents

一种蜂窝陶瓷连续化定型干燥方法及其专用设备 Download PDF

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Abstract

本发明系一种蜂窝陶瓷连续化定型干燥方法及其专用设备，蜂窝陶瓷在传送带或者辊道带动下连续通过一带有排潮管和排潮风机的通道；该通道前段设置有若干组微波源，所述微波源发射频率为2450±10MHz的微波对所述蜂窝陶瓷进行定型处理；该通道后段设置有若干组远红外源，该段环境温度为60-80℃，蜂窝陶瓷经过干燥从此段出料时含水量≤2%。实现了蜂窝陶瓷的连续化微波、远红外定型干燥，不仅大幅度提高了工作效率，而且成品率和产品质量明显提高。

Description

一种蜂窝陶瓷连续化定型干燥方法及其专用设备
技术领域
本发明涉及一种蜂窝陶瓷的定型干燥方法及其专用设备。特别涉及一种利用微波和远红外线对蜂窝陶瓷进行连续化定型干燥的方法及其专用设备。
背景技术
蜂窝陶瓷作为汽车尾气净化装置及化工蓄热体，在工业生产中得到广泛应用。其在生产过程中由于其壁薄并且在挤出定长切断后，含水量在20％左右，这时蜂窝陶瓷很软，如果没有及时对其定型干燥，蜂窝陶瓷将变型成废品。干燥蜂窝陶瓷在传统工艺中多用热风干燥或电加热干燥，这在生产中要花大约一天的时间来完成工作，工作效率很低。而且在传统热风干燥中这一环节使废品率很高。
在近来有人用家用微波炉进行定型干燥，但其生产强度大，效率低且不能连续大规模生产。
发明内容
本发明的目的是提出一种新的蜂窝陶瓷连续化定型干燥方法，
并提供一种专用设备，用以克服上述已有技术的不足。所要解决的技术问题是，
(1)、通过实现连续化定型干燥，减小劳动强度，提高工作效率；(2)、采用微波与远红外分段加热的方式，降低废品率，提高成品质量。
为了解决上述问题，本发明采用了以下技术方案。
一种蜂窝陶瓷连续化定型干燥方法，其特征在于：蜂窝陶瓷在传送带或者辊道带动下连续通过一带有排潮管和排潮风机的通道；该通道前段设置有若干组微波源，所述微波源发射频率为2450±10MHz的微波对所述蜂窝陶瓷进行定型处理；该通道后段设置有若干组远红外源，该段环境温度为60--80℃，蜂窝陶瓷经过干燥从此段出料时含水量≤2％。
微波源在通道上的设置为避免任意两个微波源正对的交叉设置方式。
经过通道的微波段期间，蜂窝陶瓷的温度始终在130℃以下。
在通道的微波段前后两端分别设置有一段微波防漏通道，并在该微波防漏通道中安装有梳状抑制片及吸波材料。
排潮风机的转速在100-200转/分钟之间。
一种蜂窝陶瓷连续化定型干燥的专用设备，其特征在于：它包括由蜂窝陶瓷进料口至出料口依次连通的进口防漏通道，微波定型通道，出口防漏通道和远红外加热通道，通道内设置由用于运载蜂窝陶瓷的传送带或者辊道；出口端安装有排潮风机的排潮管分别与微波定型通道和远红外加热通道连通；在微波定型通道上安装有若干组微波源；在远红外加热通道上安装有若干组远红外源。
微波定型通道为六棱形腔体，腔体由不锈钢板通焊而成；五个微波源为一组，它们分别安装在除底面外的五个面上。
远红外加热通道为四棱形腔体，该腔体的两层之间安装有远红外源和保温材料。
在进口防漏通道和出口防漏通道中均安装有梳状抑制片及吸波材料。
先用微波进行定型干燥，由于微波只是对蜂窝陶瓷内部进行加热，内部很快达到一定的强度，但由于蜂窝陶瓷的温度不允许超过130度，此时不能再用微波对其进行加热干燥，但蜂窝陶瓷表面的水份还没有干燥掉而此时又不能用微波进行干燥，只能用远红外对其表面进行干燥最终达到2％的水份。
本发明实现了蜂窝陶瓷的连续化微波、远红外定型干燥，不仅大幅度提高了工作效率，而且成品率和产品质量明显提高。
附图说明
图1是本发明实施例的整体机构示意图；
图2是图1的A-A剖视示意图；
图3是图1的B-B剖视示意图；
图4是图1的C-C剖视示意图；
图5是图1的D-D剖视示意图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，提供以下实例，本发明并不限于本具体实施例。
(一)、微波加热腔
在此设备中微波加热腔分为两段：第一段微波加热腔为六棱型腔体，由于微波加热腔长时间与水汽、化学汽体等接触，为了防止腔体生锈腐烂，腔体是由不锈钢板制成，腔体的联结部分进行通焊，以防微波的泄漏。微波的馈能方式为其除底腔外的五个面馈入，作为微波源德磁控管分布于不同的位置，以使微波场分布更加均匀，其中两侧的微波源以交叉的方式分布，避免正对，产生微波互相干扰。
由于微波的输出功率是可调的，如果设定微波只有部分工作，那其它的微波源参加工作循环，以提高微波寿命及微波使用率。微波功率以3的整数倍输出为单位通过触摸屏PLC人工输入设定完成，这样的设计使微波用电达到三相平衡。保证了设备的加热连续统一。磁控管由轴流风机进行冷却，同时把由磁控管及高压变压器等电器原件工作中所产生的热风排入通风腔。
(二)、远红外加热腔
远红外加热腔四棱型腔体，在此段上共分布远红外源多套，其成交叉分布在腔体的两侧，远红外加热腔是由二层结构构成的，最里面的一层为加热腔体。远红外线加热陶瓷板在加热腔内，其主要成品字结构分布在两侧腔体上且互相交叉分布。远红外加热第一层与第二层间为保温结构，其主要构成为岩棉纤维。第二层外的上部有一翻边结构为电缆走线处。在远红外线部分有两个热电偶型测温点对整个加热腔的环境温度进行测量。
(三)、微波源部分
微波源由一套微波高压电器构成，其主要包括磁控管、高压变压器、高压电容、高压二极管、高压熔断器，双向二极管、高压保险、电流指示、波导传输系、冷却系、温度控制器。另配有轴流风机对位于高压变压器旁的高压电容冷却。
(四)、传输系统
传输系统(微波及远红外线部分)为变频调速，微波腔内的传动辊是为不锈钢实心辊，其辊间中心距为50mm，这样的分布更利于微波(由其上部及两侧微波源馈能)从各方向对表面进行均匀加热，传动辊是由外球面轴承固定在微波加热腔上，这样有效防止了整个辊的重量压在微波腔的表层，传动是由伸出微波加热腔的托辊上的两个链轮完成传动的。由于蜂窝承陶瓷载板的直径是200mm，其至少可在四个托辊上进行传动，这样使得物料在传输过程中更加平稳。传输电机由2台1.5KW的减速电机(微波进口处及远红外设备的出口处)完成工作，其加载变频器对其传动的速度进行调整，传输速度1-6米/分钟(可调)。
(五)、排潮系统
排潮风机在微波加热腔入口顶部分，微波加热腔及远红外加热腔排出的热空气与微波源产生的热风流向同微波加热腔出口部分的排潮孔潮汽方向构成一个完整汽流传输方向。水蒸汽升起后由离心风机吸入，呈倒U型排出.这样使排潮能为提高很多.水蒸汽经排潮管排出室外，其排潮风机由变频器及湿度传感器(位于微波腔的中心处)控制，排风量与腔内的湿度保持对应。以防止湿度过分散失，即加热腔内保有一定的饱和蒸汽，才保证产品不开裂。
(六)、安全装置
磁控管及高压变压上安有热开关保护以防止其过热烧毁，其可在130℃-160℃间进行10万次的启动与关闭。
(七)、控制系统
此设备有一台配电柜，强电与弱电分室安装。上部为弱电部部分(PLC、触摸屏)，下部为强电及变频装置。上部安装有加锁有机玻璃门体。下部为双开加锁门体。整个控制系统采用SIEMENS S7系列进行控制：而操做的界面采用触摸屏的方式。在其上可以直接看到设备的电压、电流表及微波远红外线的每部分功率、温度、湿度、排风量、带速及产品的数量同时进行必要的调整。急停开关安装在电柜的侧面，以在设备运行非正常情况下及时关闭系统。为了防止未经许可的操作控制器上设置了一个带锁的主开关，以确保系统的安全。每一个微波源由安装在设备两侧的发光二极管显示，一个源坏掉而信号灯有显示，但生产过程不中断，这更利于设备的维修。微波的输出功率是由PLC上人工手动设定。设备进出口处各有两只光电开关对运行中产品进行不间断测量增减，当微波加热腔中没有产品时微波自动停止馈能，微波加热腔中产品减少到一定的数量时微波也相应的减少微波输出能量的工作。所有的这些工作是由进出口的光电读数系统完成。在现有的传动系统中将加入PLC与变频器进行线性联结，其速度的调整是由触摸屏上操作完成，在此控制系统中传送设置手动调节的功能，以便在必要时进行手动调节而非PLC自动的调节。
在柜中有一个专用传输电机更换方向开关。
(八)、微波防泄漏装置
微波设备通道进出口处各有1个微波防漏装置，其主要防止微波的泄漏，其设计原理为不管物料如何进出，总是保证微波的反射与短路，其构成了连续式工作状态。此微波干燥设备进出口处加载微波抑制器水负载装置，其采用梳状抑制片及吸波材料以控制微波漏能，主要的功能为吸收门体中多余的微波，以使进出口的微波泄漏量达到国家标准。测量以出口门体间距5cm微波泄漏量为＜5mw/cm2。
(九)、温湿度装置
温度：1.在微波段出口处安装一个远红外测温仪(0-280℃)，比如雷探红外线测温仪，由其对蜂窝陶瓷进行温度检测，以保证蜂窝陶瓷的温度始终在130℃以下。并通过产品温度对PLC中的模拟量输出模块PID进行相应的微波输出功率进行控制。
2.位于每个远红外线段的三个热电偶(0-280℃)们于中心及进出口处，其对加热温度及远红外线加热量进行自动PID温度调节，远红外线段的环境温度应控制在80℃，其在PLC中只有显示而不是通过PLC进行控制，因为温度表自身有自动调节的功能经。
湿度：其主要位于微波腔体的中心处，其所排的潮汽通过湿度变送器(0-100HR)与风机的变频器进行PID线性控制，以达到微波加热腔内即有一定的湿度，又不至于吸收太多的微波能，又保持产品不开裂。
(十)、微波专用观察取料维修门体
在微波段及远远红外干燥段都有防微波泄漏专用门体，其门体的防微波泄漏的原理是通过门体与设备接触面的无隙接触及特有的扼流装置将微波泄漏控制在国标范围内。同时为了防止在工作中门体被打开所造成微波伤害，此门体在主电路中加装过锁装置，如门体打开全线微波停止工作。远远红外干燥段门体加装保温层以防止热量的散失。其门体具有观察窗可对物料的状态进行观察，其以还可以进行维修及取料之用。
(十一)、检查取料位
其位于微波加热腔抑止器与远红外加热腔进口的连结处，主要用于检查物料状态之用，两侧有专用的门体，以方便取料。
专用设备包括由蜂窝陶瓷进料口至出料口依次连通的进口防漏通道2，微波定型通道5，出口防漏通道6和远红外加热通道7，通道内设置有用于运载蜂窝陶瓷的传送带或者辊道1；出口端安装有排潮风机3的排潮管4分别与微波定型通道5和远红外加热通道7连通；在微波定型通道5上安装有若干组微波源10；在远红外加热通道7上安装有若干组远红外源11。
微波定型通道5为六棱形腔体，腔体由不锈钢板通焊而成；五个微波源为一组，它们分别安装在除底面外的五个面上。远红外加热通道7为四棱形腔体，该腔体的两层之间安装有远红外源11和保温材料。
在进口防漏通道2和出口防漏通道6中均安装有梳状抑制片9及吸波材料8。

Claims (5)

1. 一种蜂窝陶瓷连续化定型干燥方法，其特征在于：蜂窝陶瓷在传送带或者辊道带动下连续通过一带有排潮管和排潮风机的通道；该通道前段设置有若干组微波源，所述微波源发射频率为2450±10MHz的微波对所述蜂窝陶瓷进行定型处理；该通道后段设置有若干组远红外源，该段环境温度为60--80℃，蜂窝陶瓷经过干燥从此段出料时含水量≤2％；
其中：微波源在通道上的设置为避免任意两个微波源正对的交叉设置方式；经过通道的微波段期间，蜂窝陶瓷的温度始终在130℃以下；在通道的微波段前后两端分别设置有一段微波防漏通道，并在该微波防漏通道中安装有梳状抑制片及吸波材料；排潮风机的转速在100-200转/分钟之间。
2. 实施权利要求1所述的蜂窝陶瓷连续化定型干燥方法的专用设备，其特征在于：它包括由蜂窝陶瓷进料口至出料口依次连通的进口防漏通道(2)，微波定型通道(5)，出口防漏通道(6)和远红外加热通道(7)，通道内设置有用于运载蜂窝陶瓷的传送带或者辊道(1)；出口端安装有排潮风机(3)的排潮管(4)分别与微波定型通道(5)和远红外加热通道(7)连通；在微波定型通道(5)上安装有若干组微波源(10)；在远红外加热通道(7)上安装有若干组远红外源(11)。
3. 如权利要求2所述的专用设备，其特征在于：微波定型通道(5)为六棱形腔体，腔体由不锈钢板通焊而成；五个微波源为一组，它们分别安装在除底面外的五个面上。
4. 如权利要求2或3所述的专用设备，其特征在于：远红外加热通道(7)为四棱形腔体，该腔体的两层之间安装有远红外源(11)和保温材料。
5. 如权利要求2或3所述的专用设备，其特征在于：在进口防漏通道(2)和出口防漏通道(6)中均安装有梳状抑制片(9)及吸波材料(8)。
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